19.03.2016

Как поглощают углекислый газ северные моря

Воды вокруг Британских островов и у берегов Скандинавии поглощают потрясающие 24 миллиона тонн углерода ежегодно. По массе это количество равно двум миллионам двухэтажных автобусов или 72 тысячам «Боингов-747». Цифру вычислили учёные, изучавшие процесс впитывания и освобождения океаном углекислого газа.

Исследовательская группа, возглавлявшаяся специалистами из Университета Гериот-Уотта и Эксетерского университета и представленная участниками ряда других научных учреждений, разработала компьютерную модель, которая позволяет другим учёным сделать впоследствии аналогичные оценки поглощения углерода для других районов Мирового океана.

– По существу это просто программа, которую мы сделали общедоступной, – сообщил доктор Джейми Шатлер из Эксетерского университета. – Мы использовали её в рамках нашей собственной работы, всесторонне проверили нашу модель и теперь предоставляем её всем, кому она понадобится.

Поглощение диоксида углерода океанскими водами – важный регулятор климатической системы. Предполагается, что океан поглощает треть всех производимых человечеством углеродных выбросов (от сожжения ископаемого топлива и тому подобных действий). Ещё треть забирается наземными объектами, а последняя треть остаётся в атмосфере.

Исследователи попытались понять, как такая раскладка может меняться со временем. Если в будущем ёмкость океанов уменьшится, это может привести к ускорению процесса потепления атмосферы. Кроме того, существуют опасения, что чем больше углекислого газа растворяется в океане, тем ниже становится показатель pH его вод (этот процесс называется окислением океана); а это затрудняет кораллам и похожим на них организмам постройку твёрдых частей своих тел.

При разработке своей модели (которая носит название “Flux Engine”) исследовательская группа использовала как спутниковые данные, так и данные судовых замеров. Для осуществления вычислений учёным требовалось знать показатель растворимости CO2 в морской воде и скорость течения газа. Первую цифру можно установить измерениями температуры и солёности поверхностной воды, вторую – оценкой состояния поверхности океана, на которую влияют ветер и волны. Кроме того, играет свою роль фактор биологической активности в воде.

– Ключевым фактором тут является температура, – пояснил доктор Шатлер. – Обычно больше углекислоты поглощается в высоких широтах, где вода прохладнее и чаще происходят шторма, способные изрыть поверхность океана и ускорить течение газа. К тому же в экваториальной зоне часть поглощённого газа возвращается обратно в атмосферу. Конечно, такой обмен происходит постоянно, но в целом обогащённые углеродом воды погружаются в очень глубокие слои океана и углерод остаётся там заперт очень надолго, прежде чем снова сбежит в атмосферу.

Отчёт о разработке “Flux Engine” представлен в “Journal of Atmospheric and Oceanic Technology”.

Шатлер и его коллеги хотели бы использовать для своих исследований новый спутник “Sentinel-3”, запущенный Европейским Союзом в минувшем феврале. Эта платформа располагает набором инструментов, с помощью которого можно осуществить множество измерений, требуемых для функционирования “Flux Engine”. На спутнике есть альтиметр, могущий определять состояние поверхности океана, инфракрасный термодатчик для картографирования океанских вод по температуре, цветная камера, собирающая данные, посредством которых можно определять биологическую активность в воде (в частности, цветение фитопланктона, который кормится растворённым в воде углеродом в процессе фотосинтеза).

– Теперь у нас на орбите есть эта фантастическая машина, проводящая все требуемые исследования одновременно, но мы по-прежнему нуждаемся и в судовых измерениях, – прокомментировал доктор Крейг Донлон, ведущий специалист Европейского космического агентства по программе “Sentinel-3”. – Судовые измерения имеют исключительное значение. Будет справедливо сказать, что мы недостаточно работаем с океаном на месте, и в этом состоит наша крупнейшая проблема. В особенности это касается изучения цикла поглощения и высвобождения углерода. Тут нужно каким-то образом добраться до действительно труднодоступных мест – спуститься на дно океана и собрать глубоководные пробы.

“Sentinel-3” был запущен на пике тихоокеанского климатического явления Эль-Ниньо, в ходе которого происходят резкие изменения в распределении поверхностных тёплых вод по Тихому океану. Какое влияние этот феномен оказывает на циркуляцию углекислоты, ещё предстоит детально исследовать.

Источники:

1. nuus.ru