Извержения вулканов и антропогенные изменения в атмосфере сильно влияют на скорость, с которой океан поглощает углекислый газ, говорится в новом исследовании. Океан настолько чувствителен к таким изменениям, как снижение выбросов парниковых газов, что немедленно реагирует, поглощая меньше углекислого газа.
Авторы говорят, что мы можем вскоре увидеть, как это происходит из-за пандемии COVID-19, снижающей глобальное потребление топлива; они предсказывают, что океан не будет продолжать свою недавнюю историческую тенденцию поглощать больше углекислого газа каждый год, чем годом ранее, и может даже поглощать меньше в 2020 году, чем в 2019 году.
"Мы не осознавали, пока не выполнили эту работу, что эти внешние воздействия, такие как изменения в росте содержания углекислого газа в атмосфере, доминируют над изменчивостью глобального океана в масштабах времени от года к году. Это настоящий сюрприз. ", - сказал ведущий автор Гален МакКинли, исследователь углеродного цикла из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. «Поскольку мы сокращаем наши выбросы, а скорость роста атмосферного углекислого газа замедляется, важно понимать, что поглотитель углерода в океане отреагирует на это замедлением».
Документ, опубликованный сегодня в журнале AGU Advances, в значительной степени устраняет неопределенность в отношении того, что заставило океан поглощать различное количество углерода за последние 30 лет. Полученные данные позволят более точно измерить и спрогнозировать, насколько сильно может нагреться планета и насколько океан может компенсировать изменение климата в будущем.
Поглотитель углерода - это естественная система, которая поглощает избыток углекислого газа из атмосферы и хранит его. Крупнейшим поглотителем углерода на Земле является океан. В результате он играет фундаментальную роль в сдерживании последствий антропогенного изменения климата. Почти 40% углекислого газа, поступающего в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива с начала индустриальной эры, поглощается океаном.
Существует изменчивость в скорости, с которой океан поглощает углекислый газ, что до конца не изучено. В частности, научное сообщество озадачено тем, почему в начале 1990-х годов океан на короткое время поглощал больше углекислого газа, а затем медленно поглощал меньше до 2001 года, что подтверждается многочисленными океаническими наблюдениями и моделями.
МакКинли и ее соавторы ответили на этот вопрос, используя диагностическую модель для визуализации и анализа различных сценариев, которые могли привести к большему и меньшему поглощению углерода океаном в период с 1980 по 2017 год. объясняется замедлением темпов роста содержания углекислого газа в атмосфере в начале десятилетия. Повышение эффективности и экономический коллапс в Советском Союзе и странах Восточной Европы считаются среди причин этого замедления.
Но другое событие также повлияло на поглотитель углерода: массивное извержение горы Пинатубо на Филиппинах в 1991 году привело к тому, что поглотитель временно стал намного больше, что совпало с извержением.
«Один из ключевых выводов этой работы заключается в том, что климатические последствия извержений вулканов, таких как извержения вулкана Пинатубо, могут играть важную роль в изменении стока углерода в океане», - сказал соавтор Ясир Эддеббар, постдокторант. ученый из Океанографического института Скриппса.
Пинатубо было вторым по величине извержением вулкана 20-го века. По оценкам, 20 миллионов тонн пепла и газов, которые он выбросил высоко в атмосферу, оказали значительное влияние на климат и сток углерода в океане. Исследователи обнаружили, что выбросы Пинатубо заставили океан поглощать больше углерода в 1992 и 1993 годах. Поглощение углерода медленно снижалось до 2001 года, когда деятельность человека начала выбрасывать в атмосферу больше углекислого газа. В ответ океан поглотил эти избыточные выбросы.
"Это исследование важно по ряду причин, но меня больше всего интересует, что оно означает для нашей способности предсказывать краткосрочное, от одного до десяти лет, будущее поглотителя углерода в океане", сказал соавтор, сказал Николь Ловендуски, океанограф из Университета Колорадо в Боулдере. «Будущее внешнее воздействие неизвестно. Например, мы не знаем, когда произойдет следующее крупное извержение вулкана. И сокращение выбросов углекислого газа, вызванное COVID-19, конечно же, не ожидалось заранее».
Изучение того, как извержение Пинатубо повлияло на глобальный климат и, следовательно, на сток углерода в океане, а также отразится ли сокращение выбросов из-за COVID-19 на океан, входит в число следующих планов исследовательской группы.
Понимая изменчивость стока углерода в океане, ученые могут продолжать уточнять прогнозы того, как океанская система будет замедляться.
МакКинли предупреждает, что по мере сокращения глобальных выбросов наступит промежуточный этап, когда поглощение углерода в океане замедлится и не компенсирует изменение климата в такой степени, как в прошлом. По ее словам, этот дополнительный углекислый газ останется в атмосфере и будет способствовать дополнительному потеплению, что может удивить некоторых людей.
«Нам нужно обсудить эту поступающую обратную связь. Мы хотим, чтобы люди понимали, что придет время, когда океан ограничит эффективность действий по смягчению последствий, и это также следует учитывать при выработке политики», - сказала она.
Соавторы исследования - Аманды Фэй и Лукаса Глоге из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета.