Hvordan vil havets kulstofkredsløb udvikle sig i fremtiden? Nyt projekt har til formål at finde ud af det

Det globale hav dækker 70 procent af planeten og er afgørende for menneskehedens overlevelse, sørge for mad, opretholde levebrød, og opfanger og lagrer enorme mængder kuldioxid fra atmosfæren. Et centralt videnskabeligt spørgsmål for oceanografer og klimaforskere er, hvor meget CO2 kan havet blive ved med at absorbere, mens planeten opvarmes? Dette er også et nøglespørgsmål for samfundet og for beslutningstagere, der arbejder på at dæmme op for klimaændringer.

"I alle de fremskrivninger, vi har for fremtiden for klimastaten, mængden af ​​kulstof, der absorberes i havet, er afgørende for mængden af ​​opvarmning, der sker, " sagde Galen McKinley oceanograf og kulstofkredsløbsforsker ved Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory. "Så, vi er nødt til at overvåge [kulstof] drænet, mens det udvikler sig."

Forskere vurderer, at siden den industrielle revolution, havet har absorberet omkring 40 procent af al den kuldioxid, der udledes til atmosfæren på grund af afbrænding af fossile brændstoffer, men der er stadig stor usikkerhed om, hvordan havets kulstofkredsløb vil ændre sig i fremtiden. Dette skyldes til dels, at forskere kun er i stand til regelmæssigt at prøve omkring to procent af verdenshavene, og skal ekstrapolere til de øvrige 98 procent ved hjælp af statistiske teknikker.

Et nyfinansieret projekt, ledet af McKinley, vil bruge moderne datavidenskabelige teknikker til at forbedre denne ekstrapoleringsproces. Ved at bruge de sparsomme målinger af mængden af ​​kuldioxid i havvand (pCO2) indsamlet af National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og andre, holdet vil forbedre kvantificeringen af ​​variation i rum og tid af pCO2 på tværs af de globale oceaner. Fra disse kortlagte estimater, holdet kan estimere luft-sø-CO2-udveksling tilbage til 1980'erne. Disse tilgange giver også mulighed for løbende overvågning af, hvordan havets kulstofdræn reagerer på klimaændringer og atmosfæriske CO2-niveauer.

Bestræbelsen bygger på arbejdet fra Lamonts havvidenskabspioner, afdøde Taro Takahashi, som var banebrydende for de instrumenter og tilgange, der nu bruges til at indsamle disse data. Takahashis observerende tilgange er nu implementeret over hele kloden. Takahashi dokumenterede først, hvordan havene både absorberer og afgiver enorme mængder kuldioxid, udveksle det med atmosfæren. Som resultat, blandt meget andet, videnskabsmænd ved nu, at en stor del af den moderne menneskeligheds kulstofemissioner ligger i havets farvande.

McKinley siger, at gennem det treårige projekt, som er et partnerskab med NOAA, de sigter mod at skabe et dataanalysesystem, der kan interpolere intelligent og effektivt, med så lidt usikkerhed som muligt, at overvåge, hvordan havets synke ændrer sig. Denne forståelse er afgørende information for beslutningstagere, der arbejder på at afbøde klimaændringer.

Havet er den dominerende dræn for menneskeligt udledt fossilt kulstof. Fremadrettet, havet forventes at fortsætte med at udføre dette arbejde, hvis vi fortsætter med at tilføre en masse kulstof i atmosfæren. Imidlertid, der er meget gætværk omkring den måde, havet vil opføre sig på, når atmosfærisk CO2 ændrer sig. For eksempel, ny forskning har vist, at havet vil reducere, hvor meget og hvor hurtigt det optager CO2, hvis den atmosfæriske koncentration falder.

"Hvis vi skulle reducere vores CO2-udledning dramatisk, beviserne, som vi har i nyligt offentliggjorte papirer, er, at havets synke vil reagere, 'Hej, store, du propper ikke så meget i mig, så jeg behøver ikke fylde så meget.' Så vil mere kulstof end forventet forblive i atmosfæren, " forklarede McKinley. Sagt på en anden måde, hvis vi skulle reducere udledningen af ​​drivhusgasser med 50 procent, reduktionen i akkumuleringshastigheden i atmosfæren kunne være en meget lavere procent. Dette ville være fordi havet naturligt er i ligevægt med atmosfæren, optager mindre CO2. Denne ligevægt er en helt naturlig reaktion, men har store konsekvenser, fordi det kan skabe en negativ feedback på vores evne til at afbøde klimaændringer.

Målet med denne forskning er bedre at forstå, hvordan havets kulstofdræn fungerer, så klimaforskere kan lave bedre fremskrivninger, der informerer beslutningstagernes valg.

"Jo bedre vi kvantificerer det, jo bedre vi kan bestemme de emissionsveje, der er nødvendige for at opnå niveauer af klimaændringer, der ikke vil være overdrevent forstyrrende for mennesker og økosystemer, " sagde McKinley.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.