東海黑潮之二氧化碳快速增加和海水酸化

 
 

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趙守恩、曾鈞懋

自工業革命以來,人類活動導致大氣中的二氧化碳 (CO2)濃度快速上升(增加~50%),加速全球環境變遷及暖化。海洋通過海氣交換作用吸收了約30%的人為二氧化碳,發揮了極重要的緩衝作用,卻也同時造成“海洋酸化”的問題,意味著海水逐年變酸(pH值下降),增強碳酸鈣(CaCO3)溶解,以及構成海洋生物威脅。因此,瞭解在人類活動影響下海洋碳酸鹽化學長期之變化極具重要。

本研究是以日本氣象廳自2010-2018年沿東海黑潮洋流所採集的9年時間連續資料進行分析,探究東亞西邊界洋流之海水酸化速率和二氧化碳分壓(pCO2)增加趨勢。台灣大學曾鈞懋教授實驗室發現黑潮表層海水pCO2每年增加3.70±0.57 µatm和pH減少0.0033±0.0009的趨勢,均顯著高於CO2海-氣平衡的預期速率和其他海洋時間序列研究報告的速率。其亦評估海洋暖化下東海黑潮海域CO2循環的驅動因素、過程、通量和影響:首先,確定了在總無機碳(DIC)不斷輸入之趨勢下,海水變暖導致pCO2增加和酸化速率加速;由於海水pCO2的增加速度快於大氣,觀察到海氣交換吸收CO2的年均通量從0.8至0.4 mol C m-2 y-1顯著下降(約50%);若持續目前暖化及CO2增加速度的趨勢下,於2030-2040年間東海黑潮海域可能從吸收大氣CO2(匯),轉而釋出到大氣 (源)。

總結: 此研究探討了海水增溫及DIC額外輸入,對於東海黑潮海域CO2吸收通量減少及酸化加劇的影響,已得到證實; 對於全球西部邊界洋流亦有DIC持續供應的海洋暖化熱點,應有類似惡化的現象; 對於海洋污染管控排放,維護地球健康具有重要意義。

文章連結:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0025326X22011535

海水增溫及總無機碳額外輸入,對於東海黑潮海水CO2增加及酸化加劇的影響。