Насос для континентального шельфа

В океана биогеохимии предполагается , что насос континентального шельфа будет работать на мелководье континентальных шельфов , действуя как механизм для транспортировки углерода (в виде растворенного или дисперсного материала) из поверхностных вод во внутреннюю часть прилегающего глубокого океана. ^{[ 1 ]}

Обзор

Первоначально сформулировано Tsunogai et al. (1999), ^{[ 1 ]} Считается, что насос возникает там, где насосы растворимости и биологические насосы взаимодействуют с местной гидрографией , которая подает плотную воду со дна шельфа в подземные (по крайней мере, субтермоклинные ) воды в соседнем глубоком океане. Цуногай и др.' с (1999) ^{[ 1 ]} Оригинальная работа была сосредоточена на Восточно-Китайском море и наблюдениях о том, что в среднем за год его поверхностные воды представляют собой поглотитель углекислого газа . Это наблюдение было объединено с другими наблюдениями о распределении растворенных карбонатов и щелочности и объяснено следующим образом:

мелководье континентального шельфа ограничивает конвекцию охлаждающей воды.
как следствие, охлаждение вод континентального шельфа сильнее, чем соседних вод открытого океана.
это приводит к образованию на шельфе относительно прохладной и плотной воды.
более прохладная вода способствует работе насоса растворимости и приводит к увеличению запасов растворенного неорганического углерода.
это дополнительное хранение углерода дополняется повышенным биологическим производством, характерным для полок. ^{[ 2 ]}
плотные, богатые углеродом шельфовые воды опускаются на дно шельфа и попадают в подповерхностный слой открытого океана посредством изопикнального перемешивания.

Значение

На основе своих измерений потока CO ₂ над Восточно-Китайским морем (35 г C м ⁻² и ⁻¹), Цуногай и др. (1999) ^{[ 1 ]} подсчитали, что насос континентального шельфа может быть ответственным за поток воздуха в море примерно 1 Гт Са в год. ⁻¹ над шельфами мира. Учитывая, что наблюдательный ^{[ 3 ]} и моделирование ^{[ 4 ]} Оценки антропогенных выбросов CO ₂ позволяют предположить, что в настоящее время океан несет ответственность за поглощение примерно 2 Гт Cy ⁻¹Поскольку эти оценки недостаточны для шельфовых регионов, насосы континентального шельфа могут играть важную роль в углеродном цикле океана .

Единственное предостережение к этому расчету заключается в том, что первоначальная работа касалась гидрографии Восточно-Китайского моря, где охлаждение играет доминирующую роль в формировании плотной шельфовой воды, 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 морского льда приводит к выдавливанию соли, что может увеличить плотность морской воды. Аналогичным образом, в тропических регионах испарение может увеличить местную соленость и плотность морской воды.

Сильный сток CO ₂ в умеренных широтах, о котором сообщили Tsunogai et al. (1999) ^{[ 1 ]} позже было подтверждено в Бискайском заливе. ^{[ 6 ]} Среднеатлантический залив ^{[ 7 ]} и Северное море. ^{[ 8 ]} С другой стороны, в субтропической Южной Атлантической бухте зарегистрирован источник выбросов CO ₂ в атмосферу. ^{[ 9 ]}

В последнее время работа ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} собрал и масштабировал имеющиеся данные о потоках CO ₂ в прибрежной среде и показал, что глобальные окраинные моря выступают в качестве значительного поглотителя CO ₂ (-1,6 моль См · м). ⁻² и ⁻¹; -0,45 Гт Ци ⁻¹) в соответствии с предыдущими оценками. Однако глобальный сток CO ₂ в окраинные моря мог бы быть почти полностью компенсирован выбросами CO ₂ (+11,1 моль См · м ⁻² и ⁻¹; +0,40 Гт Ци ⁻¹) из ансамбля прибрежных прибрежных экосистем, в основном связанная с эмиссией CO ₂ из эстуариев (0,34 Гт С год ⁻¹).

Интересным применением этой работы стало изучение влияния повышения уровня моря во время последнего перехода от ледникового периода на глобальный углеродный цикл. ^{[ 12 ]} Во время последнего ледникового периода максимальный 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 насоса шельфового моря должна возрастать.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Цуногай, С.; Ватанабэ, С.; Сато, Т. (1999). «Существует ли «насос континентального шельфа» для поглощения атмосферного CO ₂ ». Теллус Б. 51 (3): 701–712. Бибкод : 1999TellB..51..701T . doi : 10.1034/j.1600-0889.1999.t01-2-00010.x .
^ Волласт, Р. (1998). Оценка и сравнение глобального углеродного цикла в прибрежной зоне и в открытом океане, с. 213-252. В К. Х. Бринк и А. Р. Робинсон (ред.), Глобальный прибрежный океан . Джон Уайли и сыновья.
^ Такахаши, Т.; Сазерленд, Южная Каролина; Суини, К.; и др. (2002). из морского воздуха _{«Глобальный поток CO 2} на основе климатологических данных о p CO ₂ на поверхности океана и сезонных биологических и температурных эффектах». Глубоководные исследования. Часть II . 49 (9–10): 1601–1622. Бибкод : 2002DSR....49.1601T . дои : 10.1016/S0967-0645(02)00003-6 . ^{[ мертвая ссылка ]}
^ Орр, Дж.К.; Майер-Реймер, Э.; Миколайевич, У.; Монфрей, П.; Сармьенто, JL; Тоггвайлер-младший; Тейлор, Северная Каролина; Палмер, Дж.; Грубер, Н.; Сабина, Кристофер Л.; Ле Кере, Коринн; Ки, Роберт М.; Бутен, Жаклин; и др. (2001). «Оценки антропогенного поглощения углерода на основе четырех трехмерных моделей глобального океана» (PDF) . Глобальная биогеохимия. Циклы . 15 (1): 43–60. Бибкод : 2001GBioC..15...43O . дои : 10.1029/2000GB001273 . hdl : 21.11116/0000-0004-ECB6-5 . S2CID 129094847 .
^ Юл, А.; Фашам, MJR (2001). «Исследование «насоса континентального шельфа» в модели общей циркуляции открытого океана» . Глобальная биогеохимия. Циклы . 15 (4): 831–844. Бибкод : 2001GBioC..15..831Y . дои : 10.1029/2000GB001359 .
^ Франкиньюль, М.; Борхес, А.В. (2001). «Европейский континентальный шельф как значительный поглотитель атмосферного углекислого газа» . Глобальные биогеохимические циклы . 15 (3): 569–576. Бибкод : 2001GBioC..15..569F . дои : 10.1029/2000GB001307 .
^ ДеГрандпре, доктор медицины; Олбу, Дж.Дж.; Битти, СМ; Хаммар, ТР (2002). из воздуха и моря _{«Потоки CO 2} в Среднеатлантическом заливе США». Глубоководные исследования. Часть II . 49 (20): 4355–4367. Бибкод : 2002DSR....49.4355D . дои : 10.1016/S0967-0645(02)00122-4 .
^ Томас, Х.; Божец, Ю.; Элькалай, К.; Баар, HJW Де (2004). «Улучшенное хранение CO ₂ в открытом океане в результате перекачки шельфового моря» (PDF) . Наука . 304 (5673): 1005–1008. Бибкод : 2004Sci...304.1005T . дои : 10.1126/science.1095491 . hdl : 11370/e821600e-4560-49e8-aeec-18eeb17549e3 . ПМИД 15143279 . S2CID 129790522 .
^ Цай, Вэй-Цзюнь; Ван, Чжаохуэй Алек; Ван, Юнчен (2003). «Роль гетеротрофных континентальных окраин с преобладанием болот в переносе CO ₂ между атмосферой, границей суши-моря и океаном» . Письма о геофизических исследованиях . 30 (16): 1849. Бибкод : 2003GeoRL..30.1849C . дои : 10.1029/2003GL017633 .
^ Борхес, А.В. (2005). «Хватит ли у нас кусочков мозаики, чтобы объединить потоки CO ₂ в прибрежном океане?» . Эстуарии . 28 : 3–27. дои : 10.1007/BF02732750 .
^ Борхес, А.В.; Делиль, Б.; Франкиньюль, М. (2005). «Бюджет поглотителей и источников CO ₂ в прибрежном океане: учитывается разнообразие экосистем». Письма о геофизических исследованиях . 32 (14): L14601. Бибкод : 2005GeoRL..3214601B . дои : 10.1029/2005GL023053 . HDL : 2268/2118 . S2CID 45272714 .
^ Риппет, ТП; Скурс, Джей Ди; Уэхара, К.; Маккеун, С. (2008). «Влияние повышения уровня моря во время последнего дегляциального перехода на силу насоса CO2 на континентальном шельфе» . Геофиз. Рез. Летт . 35 (24): L24604. Бибкод : 2008GeoRL..3524604R . дои : 10.1029/2008GL035880 . S2CID 1049049 .

См. также

[tsun99-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Цуногай, С.; Ватанабэ, С.; Сато, Т. (1999). «Существует ли «насос континентального шельфа» для поглощения атмосферного CO ₂ ». Теллус Б. 51 (3): 701–712. Бибкод : 1999TellB..51..701T . doi : 10.1034/j.1600-0889.1999.t01-2-00010.x .

[woll98-2] Волласт, Р. (1998). Оценка и сравнение глобального углеродного цикла в прибрежной зоне и в открытом океане, с. 213-252. В К. Х. Бринк и А. Р. Робинсон (ред.), Глобальный прибрежный океан . Джон Уайли и сыновья.

[tak02-3] Такахаши, Т.; Сазерленд, Южная Каролина; Суини, К.; и др. (2002). из морского воздуха _{«Глобальный поток CO 2} на основе климатологических данных о p CO ₂ на поверхности океана и сезонных биологических и температурных эффектах». Глубоководные исследования. Часть II . 49 (9–10): 1601–1622. Бибкод : 2002DSR....49.1601T . дои : 10.1016/S0967-0645(02)00003-6 . ^{[ мертвая ссылка ]}

[orr01-4] Орр, Дж.К.; Майер-Реймер, Э.; Миколайевич, У.; Монфрей, П.; Сармьенто, JL; Тоггвайлер-младший; Тейлор, Северная Каролина; Палмер, Дж.; Грубер, Н.; Сабина, Кристофер Л.; Ле Кере, Коринн; Ки, Роберт М.; Бутен, Жаклин; и др. (2001). «Оценки антропогенного поглощения углерода на основе четырех трехмерных моделей глобального океана» (PDF) . Глобальная биогеохимия. Циклы . 15 (1): 43–60. Бибкод : 2001GBioC..15...43O . дои : 10.1029/2000GB001273 . hdl : 21.11116/0000-0004-ECB6-5 . S2CID 129094847 .

[yool01-5] Юл, А.; Фашам, MJR (2001). «Исследование «насоса континентального шельфа» в модели общей циркуляции открытого океана» . Глобальная биогеохимия. Циклы . 15 (4): 831–844. Бибкод : 2001GBioC..15..831Y . дои : 10.1029/2000GB001359 .

[frank01-6] Франкиньюль, М.; Борхес, А.В. (2001). «Европейский континентальный шельф как значительный поглотитель атмосферного углекислого газа» . Глобальные биогеохимические циклы . 15 (3): 569–576. Бибкод : 2001GBioC..15..569F . дои : 10.1029/2000GB001307 .

[degran02-7] ДеГрандпре, доктор медицины; Олбу, Дж.Дж.; Битти, СМ; Хаммар, ТР (2002). из воздуха и моря _{«Потоки CO 2} в Среднеатлантическом заливе США». Глубоководные исследования. Часть II . 49 (20): 4355–4367. Бибкод : 2002DSR....49.4355D . дои : 10.1016/S0967-0645(02)00122-4 .

[thom04-8] Томас, Х.; Божец, Ю.; Элькалай, К.; Баар, HJW Де (2004). «Улучшенное хранение CO ₂ в открытом океане в результате перекачки шельфового моря» (PDF) . Наука . 304 (5673): 1005–1008. Бибкод : 2004Sci...304.1005T . дои : 10.1126/science.1095491 . hdl : 11370/e821600e-4560-49e8-aeec-18eeb17549e3 . ПМИД 15143279 . S2CID 129790522 .

[cai03-9] Цай, Вэй-Цзюнь; Ван, Чжаохуэй Алек; Ван, Юнчен (2003). «Роль гетеротрофных континентальных окраин с преобладанием болот в переносе CO ₂ между атмосферой, границей суши-моря и океаном» . Письма о геофизических исследованиях . 30 (16): 1849. Бибкод : 2003GeoRL..30.1849C . дои : 10.1029/2003GL017633 .

[borges05a-10] Борхес, А.В. (2005). «Хватит ли у нас кусочков мозаики, чтобы объединить потоки CO ₂ в прибрежном океане?» . Эстуарии . 28 : 3–27. дои : 10.1007/BF02732750 .

[borges05b-11] Борхес, А.В.; Делиль, Б.; Франкиньюль, М. (2005). «Бюджет поглотителей и источников CO ₂ в прибрежном океане: учитывается разнообразие экосистем». Письма о геофизических исследованиях . 32 (14): L14601. Бибкод : 2005GeoRL..3214601B . дои : 10.1029/2005GL023053 . HDL : 2268/2118 . S2CID 45272714 .

[12] Риппет, ТП; Скурс, Джей Ди; Уэхара, К.; Маккеун, С. (2008). «Влияние повышения уровня моря во время последнего дегляциального перехода на силу насоса CO2 на континентальном шельфе» . Геофиз. Рез. Летт . 35 (24): L24604. Бибкод : 2008GeoRL..3524604R . дои : 10.1029/2008GL035880 . S2CID 1049049 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]