Гавайский океан Временной ряд - Hawaii Ocean Time-series

В Гавайский океан Временной ряд (ГОРЯЧЕЙ) программа является долгосрочной океанографический учеба на базе Гавайский университет в Маноа. В 2015 г. Американское общество микробиологии назначил полевой участок программы HOT Станция Алоха (Долгосрочная оценка олиготрофной среды обитания; (22 ° 45′N 158 ° 00'з.д. / 22,750 ° с. Ш. 158,000 ° з. / 22.750; -158.000)) a "Веха в Микробиология «за то, что он сыграл« ключевую роль в определении дисциплины микробной океанографии и просвещении общественности о жизненно важной роли морских микробов в глобальных экосистемах ».[1]

Ученые, работающие над программой временных рядов Гавайского океана (HOT), неоднократно наблюдали гидрография, химия и биология из столб воды на станции к северу от Оаху, Гавайи, с октября 1988 года.[2] Цель этого исследования - дать всестороннее описание океана на месте, представляющем Субтропический круговорот северной части Тихого океана.[3] Круизы отправляются примерно раз в месяц на глубоководную станцию ​​ALOHA, расположенную в 100 км к северу от острова Оаху, Гавайи. Измерения термохалинной структуры, столб воды химия, токи, оптические свойства, основное производство, планктон структура сообщества и нормы экспорт частиц производятся в каждом круизе. Программа HOT также использует автономные подводные аппараты, включая поплавки и планеры, для сбора данных на станции ALOHA между рейсами.[4]

Обзор

Компания HOT была основана для понимания процессов, управляющих потоками углерод и связанные биоэлементы в океане и документировать изменения в физической структуре водной толщи. Для этого программа HOT преследует несколько конкретных целей:

1. Количественно оценить временные (от сезонных до десятилетних) изменения в резервуарах и потоках углерода и связанных биоэлементов (азота, кислорода, фосфора и кремния).
2. Определить процессы, контролирующие обмен углерода между атмосферой и морем, скорость преобразования углерода в планктонной пищевой сети и потоки углерода в океан.
3. Сформируйте многолетний исходный уровень на основе собранных данных, который позволит исследователям расшифровать естественные и антропогенные воздействия на экосистему NPSG.
4. Оказывать научную и логистическую поддержку другим научным программам, пользующимся преимуществами исследований и услуг, выполняемых программой HOT. Сюда входят проекты по внедрению, тестированию и проверке новых методологий, моделей и трансформирующих технологий отбора проб океана.[5]

В растворенный неорганический углерод набор данных, который был накоплен в ходе программы HOT, показывает увеличение углекислый газ в поверхностных водах Тихого океана и последующих закисление океана.[6] Данные, собранные этими круизами, доступны в Интернете.

200-й рейс программы HOT был в 2008 году.[7] HOT недавно отпраздновал свое 25-летие эксплуатации, 250-й исследовательский рейс состоялся в марте 2013 года.

Станция Алоха

Станция ALOHA - это глубокая вода (~ 4800 м), расположенная примерно в 100 км к северу от гавайского острова Оаху. Таким образом, регион находится достаточно далеко от суши, чтобы быть свободным от динамики прибрежных океанов и наземных факторов, но достаточно близко к крупному порту (Гонолулу), чтобы сделать относительно короткие (менее пяти дней) круизы почти ежемесячно с логистической и финансовой точки зрения. Отбор проб на этом участке происходит в радиусе 10 км от центра станции.

Каждый круиз HOT начинается с остановки на прибрежной станции к югу от острова Оаху, примерно в 10 км от мыса Кахе (21 ° 20,6 'северной широты, 158 ° 16,4' западной долготы) на глубине 1500 метров. Станция Кахе (называемая Станцией 1) используется для тестирования оборудования и обучения нового персонала перед отправлением на станцию ​​Алоха. С августа 2004 г. на станции ALOHA также находится надводный причал, оборудованный для метеорологических измерений и измерений в верхних слоях океана; этот причал, названный WHOTS (также называемый Станцией 50), является совместным проектом между Океанографическое учреждение Вудс-Хоул и ГОРЯЧИЙ. WHOTS обеспечивает долгосрочные высококачественные потоки воздуха и моря как скоординированную часть HOT, способствуя достижению целей программы по наблюдению за потоками тепла, пресной воды и химических веществ. В 2011 году начала работу кабельная обсерватория ALOHA (ACO). Этот инструментальный волоконно-оптический телеграфная обсерватория обеспечивает электропитание и связь с морским дном (4728 м). ACO в настоящее время настроен с массивом термисторы, текущие метры, датчики проводимости, два гидрофоны, а видеокамера.[5]

Стратегия отбора проб

В начале программы был выбран основной набор переменных окружающей среды, который, как ожидается, будет отображать обнаруживаемые изменения во временных масштабах от нескольких дней до одного десятилетия. С 1988 года междисциплинарная работа станции включала физические, химические, биологические и седиментологические наблюдения и измерения скорости. Начальный этап программы HOT (октябрь 1988 г. - февраль 1991 г.) полностью поддерживался исследовательскими судами, за исключением имеющихся данных о поверхности моря со спутников и океанских буев. В феврале 1991 г. перевернутые эхолоты (IES) была развернута вокруг станции ALOHA, и в июне 1992 г. отстойник Причал был расположен в нескольких километрах к северу от него. В 1993 году сеть IES была заменена двумя стратегически расположенными приборами: одним на станции ALOHA, а другим на прибрежной станции Kaena. Физико-биогеохимический причал (известный как HALE-ALOHA) был развернут с января 1997 года по июнь 2000 года для высокочастотных наблюдений за атмосферой и океаном.[8]

HOT полагается на Система университетских национальных океанографических лабораторий исследовательское судно Кило Моана эксплуатируется Гавайским университетом для большинства почти ежемесячных экспедиций по отбору проб. На станции ALOHA используются различные стратегии отбора проб для захвата диапазона физической и биогеохимической динамики, естественной для экосистемы NPSG. Эти стратегии включают в себя проводимость-температура-глубина с высоким разрешением (CTD ) профили, биогеохимические анализы дискретных проб воды, на месте биооптические приборы с вертикальным профилированием, свободно перемещающиеся решетки для определения основное производство и потоки частиц, глубоководные ловушки наносов и наклонные планктонная сеть буксировки.

Набор основных измерений, проводимых HOT, в основном не изменился за время существования программы. В каждом круизе HOT отбираются пробы с поверхности океана до морского дна (~ 4800 м), причем наиболее интенсивный отбор проб происходит в верхних слоях 1000 м. HOT использует стратегию вертикального профилирования «всплеска», при которой физические и биогеохимические свойства измеряются с 3-часовыми интервалами в течение 36-часового периода, охватывающего 3 часа. полусуточный приливные циклы и 1 инерционный период (~ 31 час). Этот подход учитывает изменчивость динамики океана из-за внутренние приливы вокруг станции АЛОХА. Он предназначен для оценки изменчивости во временных масштабах от нескольких часов до нескольких лет. Высокая частотная изменчивость (менее 6 часов) и изменчивость во временных масштабах от 3 до 60 дней в настоящее время не являются адекватными выборками.[5][9]

Научные выводы

25-летний отчет об измерениях углерода в океане на станции ALOHA документально подтверждает, что парциальное давление CO
2 (пCO
2) в смешанный слой увеличивается со скоростью, немного превышающей тенденцию, наблюдаемую в атмосфере. Это сопровождалось прогрессивным снижением pH морской воды. Хотя влияние антропогенного CO
2 Об этом свидетельствует длительное снижение pH морской воды на протяжении верхних 600 м, скорость подкисления на станции ALOHA меняется с глубиной. Например, в верхних мезопелагических водах (~ 160–310 м) pH снижается почти вдвое быстрее, чем в поверхностных водах. Такие зависящие от глубины различия в подкислении обусловлены сочетанием региональных различий в изменяющихся во времени климатических признаках, смешивании и изменениях в биологической активности.[10][11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Американское общество микробиологии назначает Ocean Station ALOHA «Вехой в развитии микробиологии», Американское общество микробиологии, 27 октября 2015 г.
  2. ^ TenBruggencate, янв.«Соленые моря в условиях засухи вызывают тревогу», Рекламодатель Гонолулу, 13 августа 2003 г.
  3. ^ Карл, Д.М. и Лукас, Р. (1996) Программа временных рядов океана Гавайев (HOT): Предпосылки, обоснование и практическая реализация. Глубоководные исследования, часть II - Тематические исследования в океанографии 43, 129–156
  4. ^ Альтон, Хелен. Ученые надеются разгадать тайну цветения водорослей в открытом океане, Гонолулу звездный рекламодатель, 18 июля 2010 г.
  5. ^ а б c Проект: Временные ряды океана Гавайев (HOT): Поддержание экосистемы океана и наблюдения за климатом в субтропическом круговороте северной части Тихого океана, [1], BCO-DMO, Ноябрь 2012 г.
  6. ^ Пала, Кристофер."Труд и беда", Гонолулу Еженедельник, 21 апреля 2010 г.
  7. ^ Программа исследований океана UH достигла рубежа В архиве 5 августа 2012 г., в Archive.today "'UH Manoa News'" 25 февраля 2008 г.
  8. ^ «Совместное исследование глобальных потоков океана США (US JGOFS)». usjgofs.whoi.edu. Получено 14 января, 2020.
  9. ^ Домашняя страница временных рядов Гавайских островов
  10. ^ Дор, Дж. Э., Лукас, Р., Сэдлер, Д. У., Черч, М. Дж., И Д. М. Карл (2009) Физическая и биогеохимическая модуляция закисления океана в центральной части северной части Тихого океана Труды Национальной академии наук 106(30), 12235-12240.
  11. ^ «Исследователи обнаружили подкисление океана на станции ALOHA на Гавайях». ScienceDaily. 7 августа 2009 г.. Получено 29 октября, 2013.

внешняя ссылка