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Global trends of ocean CO2 sink and ocean acidification: an observation-based reconstruction of surface ocean inorganic carbon variables
Journal of Oceanography ( IF 2.3 ) Pub Date : 2020-11-18 , DOI: 10.1007/s10872-020-00571-5
Yosuke Iida , Yusuke Takatani , Atsushi Kojima , Masao Ishii

Ocean acidification is likely to impact marine ecosystems and human societies adversely and is a carbon cycle issue of great concern. Projecting the degree of ocean acidification and the carbon-climate feedback will require understanding the current status, variability, and trends of ocean inorganic carbon system variables and the ocean carbon sink. With this goal in mind, we reconstructed total alkalinity (TA), dissolved inorganic carbon (DIC), CO2 partial pressure (pCO2sea), sea–air CO2 flux, pH, and aragonite saturation state (Ωarg) for the global ocean based on measurements of pCO2sea and TA. We used a multiple linear regression approach to derive relationships to explain TA and DIC and obtained monthly 1° × 1° gridded values of TA and DIC for the period 1993–2018. These data were converted to pCO2sea, pH, and Ωarg, and monthly sea-air CO2 fluxes were obtained in combination with atmospheric CO2. Mean annual sea–air CO2 flux and its rate of change were estimated to be − 2.0 ± 0.5 PgC year−1 and − 0.3 (PgC year−1) decade−1, respectively. Our analysis revealed that oceanic CO2 uptake decreased during the 1990s and has been increasing since 2000. Our estimate of the globally averaged rate of pH change, − 0.0181 ± 0.0001 decade−1, was consistent with that expected from the trend of atmospheric CO2 growth. However, rates of decline of pH were relatively slow in the Southern Ocean (− 0.0165 ± 0.0001·decade−1) and in the western equatorial Pacific (− 0.0148 ± 0.0002·decade−1). Our estimate of the globally averaged rate of pH change can be used to verify Indicator 14.3.1 of Sustainable Development Goals.

中文翻译:

海洋二氧化碳汇和海洋酸化的全球趋势:基于观测的海洋表层无机碳变量重建

海洋酸化可能会对海洋生态系统和人类社会产生不利影响,是一个备受关注的碳循环问题。预测海洋酸化程度和碳气候反馈需要了解海洋无机碳系统变量和海洋碳汇的现状、变化和趋势。考虑到这一目标,我们基于测量重建了全球海洋的总碱度 (TA)、溶解无机碳 (DIC)、CO2 分压 (pCO2sea)、海气 CO2 通量、pH 值和文石饱和状态 (Ωarg) pCO2sea 和 TA。我们使用多元线性回归方法来推导解释 TA 和 DIC 的关系,并获得了 1993-2018 年期间 TA 和 DIC 的每月 1° × 1° 网格值。这些数据被转换为 pCO2sea、pH 和 Ωarg,和每月的海气 CO2 通量是与大气 CO2 结合获得的。年平均海气 CO2 通量及其变化率估计分别为 − 2.0 ± 0.5 PgC 年−1 和 − 0.3(PgC 年−1)十年−1。我们的分析显示,海洋 CO2 吸收在 1990 年代减少,自 2000 年以来一直在增加。我们对全球平均 pH 变化率的估计 - 0.0181 ± 0.0001 十年-1,与大气 CO2 增长趋势的预期一致。然而,南大洋 (- 0.0165 ± 0.0001·decade-1) 和西赤道太平洋 (- 0.0148 ± 0.0002·decade-1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。年平均海气 CO2 通量及其变化率估计分别为 − 2.0 ± 0.5 PgC 年−1 和 − 0.3(PgC 年−1)十年−1。我们的分析显示,海洋 CO2 吸收在 1990 年代减少,自 2000 年以来一直在增加。我们对全球平均 pH 变化率的估计 - 0.0181 ± 0.0001 十年-1,与大气 CO2 增长趋势的预期一致。然而,南大洋 (- 0.0165 ± 0.0001·decade-1) 和西赤道太平洋 (- 0.0148 ± 0.0002·decade-1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。年平均海气 CO2 通量及其变化率估计分别为 − 2.0 ± 0.5 PgC 年−1 和 − 0.3(PgC 年−1)十年−1。我们的分析显示,海洋 CO2 吸收在 1990 年代减少,自 2000 年以来一直在增加。我们对全球平均 pH 变化率的估计 - 0.0181 ± 0.0001 十年-1,与大气 CO2 增长趋势的预期一致。然而,南大洋 (- 0.0165 ± 0.0001·decade-1) 和西赤道太平洋 (- 0.0148 ± 0.0002·decade-1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。我们的分析显示,海洋 CO2 吸收在 1990 年代减少,自 2000 年以来一直在增加。我们对全球平均 pH 变化率的估计 - 0.0181 ± 0.0001 十年-1,与大气 CO2 增长趋势的预期一致。然而,南大洋 (- 0.0165 ± 0.0001·decade-1) 和西赤道太平洋 (- 0.0148 ± 0.0002·decade-1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。我们的分析显示,海洋 CO2 吸收在 1990 年代减少,自 2000 年以来一直在增加。我们对全球平均 pH 变化率的估计 - 0.0181 ± 0.0001 十年-1,与大气 CO2 增长趋势的预期一致。然而,南大洋 (- 0.0165 ± 0.0001·decade-1) 和西赤道太平洋 (- 0.0148 ± 0.0002·decade-1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。南大洋 (− 0.0165 ± 0.0001·decade−1) 和西赤道太平洋 (− 0.0148 ± 0.0002·decade−1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。南大洋 (− 0.0165 ± 0.0001·decade−1) 和西赤道太平洋 (− 0.0148 ± 0.0002·decade−1) 的 pH 值下降速度相对较慢。我们对全球平均 pH 变化率的估计可用于验证可持续发展目标的指标 14.3.1。
更新日期:2020-11-18
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