Forudsigelse af havforsuring nu mulig år i forvejen

CU Boulder-forskere har udviklet en metode, der kan gøre det muligt for forskere at præcist forudsige havets surhedsgrad op til fem år i forvejen. Dette vil gøre det muligt for fiskerier og samfund, der er afhængige af fisk og skaldyr, der er negativt påvirket af havforsuring, at tilpasse sig ændrede forhold i realtid, forbedring af den økonomiske og fødevaresikkerhed i de næste par årtier.

Tidligere undersøgelser har vist evnen til at forudsige havets surhedsgrad et par måneder ud, men dette er den første undersøgelse, der beviser, at det er muligt at forudsige variationer i havets surhedsgrad flere år i forvejen. Den nye metode, beskrevet i Naturkommunikation , giver mulighed for at forudsige accelerationen eller opbremsningen af ​​havforsuring.

"Vi har taget en klimamodel og kørt den, som du ville have en vejrudsigt, i det væsentlige - og modellen inkluderede havkemi, hvilket er ekstremt nyt, " sagde Riley Brady, hovedforfatter af undersøgelsen, og en ph.d.-kandidat i Institut for Atmosfæriske og Oceaniske Videnskaber.

Til denne undersøgelse fokuserede forskerne på California Current System, et af fire store kystopstrømningssystemer i verden, som løber fra spidsen af ​​Baja California i Mexico og helt op i dele af Canada. Systemet understøtter en milliard-dollar fiskeriindustri, der er afgørende for den amerikanske økonomi.

"Her, du har fysik, kemi, og biologi, der alle forbinder til at skabe ekstremt rentabelt fiskeri, fra krabber helt op til store fisk, " sagde Brady, som også er kandidatstuderende ved Institut for Arktisk og Alpeforskning (INSTAAR). "Gør forudsigelser af fremtidige miljøforhold til en, to, eller endda tre år ude er bemærkelsesværdigt, fordi det er den slags information, som fiskeriforvaltere kunne bruge."

Californiens strømsystem er særligt sårbart over for havforsuring på grund af opstrømningen af ​​naturligt surt vand til overfladen.

"Havet har gjort os en kæmpe tjeneste, " sagde undersøgelsens medforfatter Nicole Lovenduski, lektor i atmosfærisk og oceanisk videnskab og leder af Ocean Biogeochemistry Research Group på INSTAAR.

Havet absorberer en stor del af det overskydende kuldioxid i Jordens atmosfære, der stammer fra menneskelig aktivitet. Desværre, som et resultat af at absorbere denne ekstra menneskeskabte kuldioxid - 24 millioner tons hver eneste dag - er havene blevet surere.

"Havforsuring skrider frem med en hastighed 10 gange hurtigere i dag end nogensinde i de sidste 55 millioner år, " sagde Lovenduski.

Inden for årtier, forskere forventer, at dele af havet bliver fuldstændig ætsende for visse organismer, hvilket betyder, at de ikke kan danne eller vedligeholde deres skaller.

"Vi forventer, at folk i samfund, der er afhængige af havets økosystem til fiskeri, for turisme og fødevaresikkerhed, der bliver påvirket af havforsuring, " sagde Lovenduski.

Dette giver problemer for Californiens nuværende system, med dets naturligt ætsende vand. Denne ekstra forsuring kan skubbe dets skrøbelige økosystemer ud over kanten.

Forudsigelsens formue og frustration

Folk kan nemt bekræfte nøjagtigheden af ​​en vejrudsigt inden for et par dage. Vejrudsigten siger regn i din by? Du kan se ud af vinduet.

Men det er meget sværere at få målinger i realtid af havets surhedsgrad og finde ud af, om dine forudsigelser var korrekte.

Men denne gang, CU Boulder-forskere var i stand til at udnytte historiske prognoser fra en klimamodel udviklet ved National Center for Atmospheric Research. I stedet for at se på fremtiden, de genererede prognoser fra fortiden ved hjælp af klimamodellen for at se, hvor godt deres prognosesystem klarede sig. De fandt ud af, at klimamodellens prognoser gjorde et fremragende stykke arbejde med at forudsige havets surhedsgrad i den virkelige verden.

Imidlertid, disse typer klimamodelprognoser kræver en enorm mængde regnekraft, mandskab, og tid. Potentialet er der, men prognoserne er endnu ikke klar til at være fuldt operationelle som vejrudsigter.

Og mens undersøgelsen fokuserer på forsuring i en region af det globale hav, det har meget større konsekvenser.

Stater og mindre regioner laver ofte deres egne prognoser for havkemi i en finere skala, med højere opløsning, fokuseret på kystlinjen, hvor fiskeriet opererer. Men mens disse mere lokale prognoser ikke kan tage højde for globale klimavariabler som El Niño, denne nye globale forudsigelsesmodel kan.

Det betyder, at denne større model kan hjælpe med at oplyse grænserne for de mindre modeller, hvilket vil forbedre deres nøjagtighed betydeligt og udvide deres prognoser. Dette ville give fiskeri og samfund mulighed for bedre at planlægge, hvor og hvornår de skal høste fisk og skaldyr, og forudsige potentielle tab på forhånd.

"I det sidste årti, folk har allerede fundet tegn på havforsuring i den californiske strøm, " sagde Brady. "Det er her lige nu, og det vil være her og altid til stede i de næste par årtier."