冬季，南極海洋排放的二氧化碳數量驚人

冬季，南極海洋排放的二氧化碳數量驚人

在冬季的高峰期，100多隻海洋浮子在南極洲周圍的南大洋潛水漂流。儘管這些儀器在調節全球氣候方面發揮了重要作用，但它們收集的數據來自一個仍未得到充分研究的地區和季節。

研究人員進行了一項新的研究，利用無人機在過去冬天收集的數據，了解周圍海域轉移了多少二氧化碳。結果表明，在冬季，南極洲周圍海冰附近的開闊水域釋放出的二氧化碳比之前認為的要多得多。

研究人員說:「這些結果讓人非常驚訝，因為之前的研究發現，南大洋吸收了大量的二氧化碳。」「如果這不是事實，就像這些數據表明的那樣，那麼這意味著我們需要重新思考南大洋在碳循環和氣候中的作用。」

這些數據是通過位於普林斯頓大學的南大洋碳和氣候觀測與建模(SOCCOM)項目收集的。美國國家科學基金會(National Science Foundation)通過其極地項目辦公室(Office of Polar Programs)，資助了一項耗資2100萬美元的項目，目的是安置數十台漂浮機器人來監測南極洲周圍的水域，並了解其在全球氣候系統中的作用。研究人員說:「我們的觀察結果對我們理解全球碳循環具有重要意義。」「我們發現，在大氣中碳的去除方面，南大洋目前接近中性，這與之前的研究結果相反，之前的研究表明南大洋吸收了大量碳。」如果有相應的未觀測到的碳吸收量等著在海洋的其他地方被發現的話，這些結果是可以調和的。此前，該地區的冬季測量數據主要來自通過德雷克海峽為南極考察站提供補給的船隻。這些數據少之又少。

以前很少有冬季測量數據存在，這是有原因的。南極洲的風暴是地球上最猛烈的風暴之一。在冬季，極地周圍的洋流和風沒有阻擋作用，可以繞著大陸旋轉。格雷說，風暴平均持續四天。風暴之間的平均時間是7天。

SOCCOM項目之所以啟動，是因為該地區在氣候問題上也發揮著獨特的作用。它是為數不多的幾個地方之一，幾個世紀以來，海洋深處的水一直流向海洋表面，重新加入表層水流，並與大氣相連。碳原子在行星尺度的生命周期中在岩石、河流、植物、海洋和其他來源之間移動。了解這些不同轉移的速率有助於預測二氧化碳的長期水平，二氧化碳是燃燒化石燃料釋放的一種分子，當它在大氣中積累時，就會捕獲熱量。

這些新觀測資料是由隨洋流漂移的浮動儀器收集的，這些儀器可以控制浮力，在不同深度收集觀測資料。這些儀器潛入水下1公里，隨水流漂浮9天。接下來，它們會進一步下降，下降到2公里，然後在測量水的性質時上升到水面。浮出水面後，他們通過衛星將觀測結果傳回海岸。與更常見的Argo浮標測量海水溫度和鹽度,SOCCOM漂也監控溶解氧時,氮和博士論文使用pH值的測量來計算溶解二氧化碳的數量,然後使用如何強烈水吸收或排放到大氣中的二氧化碳。

研究人員發現，在冬季，南極洲附近海冰覆蓋的水域向大氣釋放的二氧化碳比預期的要多得多。研究人員說:「這一地區的水正在排出氣體，這並不奇怪，因為深水中碳含量異常豐富。」「但我們低估了排放氣體的規模，因為我們只有很少的冬季數據。這意味著南大洋吸收的碳沒有我們想像的那麼多。研究分析了2014年至2017年35個浮標收集的數據。格雷現在正在分析來自更多儀器的新數據，以確定季節性或多年的趨勢，在這些趨勢中，模式可能從一年到下一年發生變化。

在南大洋獲取這類數據極為困難，南大洋是世界上最湍急的水體之一，但與此同時，對建立一幅關於大氣二氧化碳如何與極地海洋相互作用的全面全球圖景至關重要。

美國國家科學基金會極地項目辦公室海洋和大氣科學項目經理彼得·米爾恩說:「到目前為止，南極水域在此類測量中一直是數據貧乏的地區。」「利用以前研究人員無法獲得的技術，法國興業銀行已經通過收集信息證明了其價值，否則這些信息在很大程度上仍無法獲得。」

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