帖子:全球变暖是导致海洋氧气水平下降

教授安德里亚斯Oschlies是海洋生物地球化学模型组和议长合作研究中心SFB 754在亥姆霍兹海洋研究中心的基尔(GEOMAR),基尔大学,教授彼得·布兰德物理海洋学教授吗GEOMAR基尔大学,洛萨Stramma博士和Sunke Schmidtko博士物理海洋学的高级科学家小组吗GEOMAR。

直接测量显示,全球海洋中的氧含量已经下降了约2%在过去的50年。

气候变化被认为是一个主要的原因“脱氧作用”,影响多少氧气海水可以保存和携带富氧水的循环模式更深的海洋。

在一个新的审查论文,发表在自然地球科学biwei6868,我们评估的科学文献的直接和间接影响海洋氧气水平,全球气温上升,这对海洋生物的威胁。

我们的研究结果表明,气候模型低估了脱氧迄今为止,但项目将继续和加速。改善和扩大的过程的理解数据收集将有助于减少不确定性模型,因此,生产更健壮的预测。

脱氧的危险

海洋表面的氧是通过气体交换和海洋植物光合作用。剩下的海洋,氧的分布,因此,由一个微妙的平衡供应的表面通过循环和混合和消费的海洋生物通过呼吸。

今天在全球海洋,有各种口袋较低或没有氧气——包括加州部分热带海洋,秘鲁和纳米比亚和阿拉伯海的地下水域。

“低氧区”是一种自然现象,共同作用造成的海洋环流和有机物的分解缓慢下沉的生产表面区域通常与海洋相关上升流区域。

这些区域的氧含量低,足以致命的海洋生物。低氧区域也可以释放一氧化二氮吗(一氧化二氮)——一种强效温室气体到大气中。

研究表明这些低氧区域扩大,这可能会有“戏剧性”生物、生态、经济和气候的影响。

和脱氧的风险不仅仅是局限于这些特定区域。减少氧含量发生氧气浓度在所有海洋盆地和影响越来越多的沿海地区。

全球变暖的作用

而氧气溶解在海水仅相当于大约0.6%的大气中含有什么,然而对于所有更高形式的海洋生物。此外,生物的呼吸不断消耗氧气基本上到处都在海洋里。

的最近和综合分析氧的全球海洋的变化表明,自1960年以来平均下降2%。

下面的地图显示,整个海洋脱氧作用存在着很大的差别。他们表现出收益(蓝色阴影)和损失(红色)在海洋中的氧气下降到1200米(上地图),超出(低)。最大的氧气含量的下降主要是沿着赤道和北极发生。

研究显示人类引起的全球变暖的主要原因是海洋氧气的损失。人类也发挥更多作用通过营养物质的输入在沿海地区海洋,尽管个别程序不容易解开。

海洋变暖的影响及其溶解氧在几个方面的内容。除此之外,影响氧气在水中的溶解度。温暖的水,天然气,可以溶解。

直到现在,这个过程主要影响上层海洋的几百米,已接触最近的氛围。这种效应解释了高达20%的海洋氧气总损失迄今为止,约50%的海洋上1000米。

此外,气候变暖改变全球海洋环流模式的混合,从而影响富氧水表层海水与深层缺氧。它也改变生物代谢和呼吸的速度,从而影响消费的海洋氧气。

最后,还有间接的影响变暖对上层海洋营养供应和后续生产和出口下降可供呼吸的有机物在海洋。

模型

一般来说,气候模型模拟低估观察脱氧的规模。下面的图表显示,全球模型中使用第五次评估报告政府间气候变化委员会(联合国政府间气候变化专门委员会)模拟只有三分之一的平均下降2%。

这个差异观察估计和模型需要解决,以确保可靠的脱氧模型预测未来。

尽管氧气的溶解度降低变暖海水一般模型来表示,还需要改进更好的捕捉气温上升的其他影响。

例如,我们的分析的一个令人惊讶的结果是大氧估计损失1200米以下的深海区域的深度,特别是在南部海洋,北极和热带太平洋。

然而模型通常不做复制这些深海氧变化。解决这些局限性需要更好的理解所涉及的物理过程,这反过来——意味着扩大覆盖面的直接测量。

生物地球化学反馈,从而加速氧气损失,例如从沉积物磷的释放和铁氧水之下,也不是今天占大多数的模型,可以解释为什么他们低估了脱氧的一部分。

最后,还需要改进帮助模型描述的复杂系统表面和深层电流供应氧气深海。

海洋观测

海洋氧气损失越来越被认为是一个主要威胁海洋生态系统和生境条件改变全球许多地区的海洋。

气候通过脱氧反馈生产的强有力的一氧化二氮和甲烷等温室气体在低氧条件下变得更有可能在更温暖的气候。因此,必须解决观测和模型之间的差异,最终所需的可靠预测未来。

关闭这些差距,我们建议更密集的海洋观测和国际化合作。我们需要多学科过程研究,以更好地理解氧化和耗氧量的微妙的平衡动态变化的海洋。

研究项目和我们Kiel-based合作研究中心在热带海洋SFB 754 Climate-Biogeochemistry交互与国际计划等全球海洋氧气网络在移动领域是有帮助的。

模型的一个改进的海洋氧气预算还有另一个好处:氧气的理想参数校准模型,计算海洋吸收二氧化碳。因此,与此同时,我们将提高我们的知识的碳循环。