Континентальный шельфовый насос - Википедия - Continental shelf pump

Часть серии о
Цикл углерода
Формы органического вещества. Webp
Угольные насосы

В океанический биогеохимия, то насос континентального шельфа предлагается работать на мелководье континентальные шельфы, действуя как механизм для транспортировки углерод (в виде растворенного или твердого вещества) из поверхностных вод в глубину прилегающего океана.[1]

Обзор

Первоначально сформулирован Цуногаем и другие. (1999),[1] считается, что насос происходит там, где растворимость и биологический насосы взаимодействуют с местным гидрография который подает плотную воду с пола полки в подповерхностный слой (по крайней мере субтермоклин ) воды в соседнем глубоком океане. Цуногай и другие.'s (1999)[1] оригинальная работа сосредоточена на Восточно-Китайское море, и наблюдение, что, в среднем за год, его поверхностные воды представляли собой сток для углекислый газ. Это наблюдение было объединено с другими наблюдениями о распределении растворенных карбонат и щелочность и объяснил следующим образом:

  • мелководность континентального шельфа ограничивает конвекция охлаждающей воды
  • как следствие, охлаждение вод континентального шельфа больше, чем для соседних вод открытого океана.
  • это приводит к образованию относительно прохладной и плотной воды на шельфе.
  • более прохладная вода способствует насос растворимости и приводят к увеличению хранения растворенного неорганического углерода
  • это дополнительное хранилище углерода увеличивается за счет повышенной биологической продукции, характерной для полок[2]
  • плотные, богатые углеродом воды шельфа опускаются на дно шельфа и входят в подповерхностный слой открытого океана через изопикнальный смешивание

Значимость

На основе их измерений CO2 поток над Восточно-Китайским морем (35 г С м−2 у−1), Цуногай и другие. (1999)[1] оценивается, что насос континентального шельфа может быть ответственным за поток воздуха в море примерно 1 Гт C y−1 над шельфовыми зонами мира. Учитывая, что наблюдательный[3] и моделирование[4] антропогенных выбросов CO2 оценки показывают, что океан в настоящее время ответственен за поглощение примерно 2 Гт C y−1, и что эти оценки плохи для шельфовых регионов, насос континентального шельфа может играть важную роль в океане. цикл углерода.

Одно предостережение к этому расчету состоит в том, что первоначальная работа была связана с гидрографией Восточно-Китайского моря, где охлаждение играет доминирующую роль в формировании плотной воды на шельфе, и что этот механизм может не применяться в других регионах. Однако было предложено[5] что другие процессы могут приводить в действие насос в других климатических условиях. Например, в полярных регионах образование морской лед приводит к экструзия соли, которая может увеличить плотность морской воды. Точно так же в тропических регионах испарение может увеличить местную соленость и плотность морской воды.

Сильный сток CO2 в умеренных широтах, о которых сообщает Цуногай и другие. (1999)[1] позже было подтверждено в Бискайском заливе,[6] Среднеатлантическая бухта[7] и Северное море.[8] С другой стороны, в субтропической бухте Южной Атлантики сообщается об источнике CO2 в атмосферу.[9]

В последнее время работаю[10][11] собрал и масштабировал имеющиеся данные по CO2 потоков в прибрежных средах, и показано, что глобально окраинные моря действуют как значительный CO2 раковина (-1,6 моль C м−2 у−1; -0,45 Гт C y−1) в соответствии с предыдущими оценками. Однако глобальный сток CO2 в окраинных морях можно было почти полностью компенсировать выбросом CO2 (+11,1 моль С м−2 у−1; +0,40 Гт C y−1) от ансамбля прибрежных прибрежных экосистем, в основном связанных с выбросами CO2 из устьев (0,34 Гт C y−1).

Интересным приложением этой работы было изучение влияния повышение уровня моря за последний деглясиальный переход глобального углеродного цикла.[12] Во время последнего ледникового максимума уровень моря был примерно на 120 м (390 футов) ниже, чем сегодня. По мере повышения уровня моря площадь поверхности шельфовых морей увеличивалась, и, как следствие, мощность шельфового морского насоса должна увеличиваться.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Tsunogai, S .; Watanabe, S .; Сато, Т. (1999). «Есть ли« насос континентального шельфа »для поглощения атмосферного CO?2". Теллус Б. 51 (3): 701–712. Bibcode:1999TellB..51..701T. Дои:10.1034 / j.1600-0889.1999.t01-2-00010.x.
  2. ^ Волласт Р. (1998). Оценка и сравнение глобального углеродного цикла в прибрежной зоне и в открытом океане, с. 213-252. В К. Х. Бринке и А. Р. Робинсоне (ред.), Глобальный прибрежный океан. Джон Вили и сыновья.
  3. ^ Takahashi, T .; Sutherland, S.C .; Суини, К .; и другие. (2002). "Глобал сорт-воздух CO2 поток на основе климатологических данных поверхности океана пCO2, сезонные биологические и температурные эффекты ». Глубоководные исследования, часть II. 49 (9–10): 1601–1622. Bibcode:2002DSR .... 49.1601T. Дои:10.1016 / S0967-0645 (02) 00003-6.[мертвая ссылка ]
  4. ^ Orr, J.C .; Maier-Reimer, E .; Mikolajewicz, U .; Monfray, P .; Sarmiento, J. L .; Toggweiler, J. R .; Тейлор, Н.К .; Palmer, J .; Gruber, N .; Сабина, Кристофер Л .; Ле Кере, Коринн; Ки, Роберт М .; Бутин, Жаклин; и другие. (2001). «Оценки антропогенного поглощения углерода из четырех трехмерных моделей глобального океана». Global Biogeochem. Циклы. 15 (1): 43–60. Bibcode:2001GBioC..15 ... 43O. Дои:10.1029 / 2000GB001273. HDL:21.11116 / 0000-0004-ECB6-5.
  5. ^ Yool, A .; Фашам, М. Дж. Р. (2001). «Исследование« насоса континентального шельфа »в модели общей циркуляции открытого океана». Global Biogeochem. Циклы. 15 (4): 831–844. Bibcode:2001GBioC..15..831Y. Дои:10.1029 / 2000GB001359.
  6. ^ Frankignoulle, M .; Борхес, А. В. (2001). «Европейский континентальный шельф как значительный сток углекислого газа в атмосфере». Глобальные биогеохимические циклы. 15 (3): 569–576. Bibcode:2001GBioC..15..569F. Дои:10.1029 / 2000GB001307.
  7. ^ DeGrandpre, M.D .; Olbu, G.J .; Beatty, C.M .; Хаммар, Т. Р. (2002). "Эйр-Си КО2 потоки в Средней Атлантической бухте США ». Глубоководные исследования, часть II. 49 (20): 4355–4367. Bibcode:2002DSR .... 49.4355D. Дои:10.1016 / S0967-0645 (02) 00122-4.
  8. ^ Thomas, H .; Bozec, Y .; Элькалай, К .; Баар, Х. Дж. В. Де (2004). "Расширенное хранение CO в открытом океане2 откачка с шельфа » (PDF). Наука. 304 (5673): 1005–1008. Bibcode:2004Наука ... 304.1005Т. Дои:10.1126 / science.1095491. PMID  15143279.
  9. ^ Цай, Вэй-Цзюнь; Ван, Чжаохуэй Алек; Ван, Юнчэн (2003). "Роль гетеротрофных континентальных окраин с преобладанием болот в переносе CO2 между атмосферой, границей суши и моря и океаном ". Письма о геофизических исследованиях. 30 (16): 1849. Bibcode:2003GeoRL..30.1849C. Дои:10.1029 / 2003GL017633.
  10. ^ Борхес, А. В. (2005). "Достаточно ли у нас кусочков головоломки, чтобы интегрировать CO?2 потоки в прибрежном океане? ". Эстуарии. 28: 3–27. Дои:10.1007 / BF02732750.
  11. ^ Borges, A. V .; Delille, B .; Франкгнулль М. (2005). «Бюджетирование стоков и источников CO2 в прибрежных водах океана: имеет значение разнообразие экосистем ". Письма о геофизических исследованиях. 32 (14): L14601. Bibcode:2005GeoRL..3214601B. Дои:10.1029 / 2005GL023053.
  12. ^ Rippeth, T. P .; Scourse, J.D .; Uehara, K .; Маккеун, С. (2008). «Влияние повышения уровня моря во время последнего дегляциального перехода на мощность насоса СО2 на континентальном шельфе». Geophys. Res. Латыш. 35 (24): L24604. Bibcode:2008GeoRL..3524604R. Дои:10.1029 / 2008GL035880. S2CID  1049049.

Смотрите также