限制 2000 年至 2022 年海洋二氧化碳吸收趋势，新发现和启示

海洋通过吸收大气中的二氧化碳 (CO₂) 在调节地球气候方面发挥着关键作用，它显著减轻了人类活动产生的二氧化碳排放的影响，尤其是在全球气候变化的情况下。然而，了解海洋二氧化碳汇的动态——它吸收了多少二氧化碳、其容量如何随时间变化以及影响这些趋势的因素——仍然是气候科学家面临的复杂挑战。

海洋碳汇的重要性

长期以来，海洋一直是地球上最大的碳汇之一。它吸收了大约 25-30% 的人为排放到大气中的二氧化碳，是缓解全球变暖影响的重要组成部分。然而，海洋继续吸收二氧化碳的能力并不是一成不变的。它受到一系列因素的影响，包括海洋环流模式、温度变化、生物生产力和气候变化的影响。由于这些因素的综合作用，海洋碳汇预计会随着时间的推移而减弱，可能导致大气中二氧化碳含量升高，从而加速全球变暖。

了解海洋碳汇的最大挑战之一是准确测量和预测其吸收能力。数据收集方法的变化、海洋动力学的复杂性以及二氧化碳吸收的长期变化使这一问题变得复杂。

气候变化对海洋二氧化碳吸收的影响

研究强调了气候变化对海洋二氧化碳吸收的重大影响。在一项研究中发现，由于风驱动的溶解无机碳运输变化，海洋的二氧化碳吸收率在 2000 年至 2019 年间下降了约 13%，全球变暖导致的风向变化改变了海洋环流，降低了海洋碳吸收的效率。二氧化碳吸收量的下降令人担忧，因为这表明随着地球变暖，海洋在缓解气候变化方面的效率可能会降低。

除了风向变化外，海水变暖本身也会直接影响二氧化碳的溶解度。海水变暖后，二氧化碳的溶解度会降低，从而导致碳封存量减少。这可能会进一步加剧大气中二氧化碳水平上升的问题，使全球变暖更难控制在安全水平。

新的研究发现

一项新的研究收集了2000 年至2022年期间有关海洋二氧化碳水平、大气二氧化碳水平和其他相关变量的大量数据。研究人员使用了一种混合模型，该模型融合了基于观察和基于过程的方法，可以更准确地估计海洋二氧化碳吸收趋势。

研究发现，2000 年至 2022 年期间，海洋的二氧化碳吸收量以每十年 0.42 ± 0.06 Pg C的速度增加。这意味着，在此期间，海洋平均每年、每十年吸收约 0.42 千兆克碳。

研究强调，不同海洋盆地对二氧化碳的吸收各不相同。南大洋、热带太平洋和北大西洋被确定为碳吸收的关键区域，但海洋环流和分层的变化可能影响了这些模式。

研究还强调了整合直接观测和基于模型的估计以更准确地约束这些趋势的重要性。对海洋表面 pCO₂、海洋碳酸盐和其他生物地球化学变量的观测对于验证模型预测至关重要。这种混合方法使研究人员能够考虑数据中的不确定性，从而对海洋碳汇趋势提供更可靠的估计。

据稀疏或海洋环流高度复杂的地区。为了应对这些挑战，研究人员越来越多地转向将观测数据与模型预测相结合的混合方法。这种方法有助于验证模型输出并提供更可靠的海洋碳吸收估计。

思考

不同海洋区域对总体二氧化碳吸收的贡献是什么？十年气候变化如何影响海洋二氧化碳吸收？海洋酸化和生态系统变化对二氧化碳封存效率有何影响？

参考文献：Nicolas Mayot, Erik T. Buitenhuis, Rebecca M. Wright, Judith Hauck, Dorothee C. E. Bakker & Corinne Le Quéré ，Constraining the trend in the ocean CO2 sink during 2000–2022.  Nature Communications volume 15, Article number: 8429 (2024) ，doi. articles/s41467-024-52641-7

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