(English below)

Các quan sát mới từ máy bay nghiên cứu chỉ ra rằng Nam Đại Dương hấp thụ nhiều carbon từ khí quyển hơn lượng thải ra, xác nhận rằng nó là một bể chứa carbon mạnh và là vùng đệm quan trọng cho tác động của khí thải nhà kính do con người gây ra. Các nghiên cứu và mô hình trước đây khiến các nhà nghiên cứu không chắc chắn về lượng khí carbon dioxide (CO2) bị hấp thụ bởi vùng nước lạnh quanh lục địa Nam Cực.

Trong một nghiên cứu do NASA hỗ trợ được công bố trên Science vào tháng 12 năm 2021, các nhà khoa học đã sử dụng các quan sát trên máy bay về carbon dioxide trong khí quyển để “chỉ ra rằng dòng chảy ròng hàng năm của carbon vào đại dương ở phía nam 45 ° S là lớn, với sự hấp thụ mạnh hơn vào mùa hè và ít thải ra vào mùa đông hơn hơn những quan sát gần đây khác đã chỉ ra. ” Họ phát hiện ra rằng các vùng nước trong khu vực hấp thụ khoảng 0,53 petagram (530 triệu tấn) carbon so với lượng carbon thải ra mỗi năm.

Matthew Long, tác giả chính của nghiên cứu và là nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Khí quyển Quốc gia (NCAR) giải thích: “Các phép đo trong không khí cho thấy lượng carbon dioxide trong tầng khí quyển thấp hơn trên bề mặt Nam Đại Dương vào mùa hè, cho thấy sự hấp thụ carbon của đại dương. ). Các quan sát máy bay được thu thập từ năm 2009 đến năm 2018 trong ba thí nghiệm thực địa, bao gồm Nhiệm vụ chụp ảnh khí quyển của NASA (ATom) vào năm 2016.

Hoạt ảnh và hình ảnh tĩnh trên trang này hiển thị các khu vực mà carbon dioxide đã được hấp thụ (màu xanh lam) và thải ra (màu đỏ) bởi đại dương toàn cầu vào năm 2012. (Chuyển đến 1:00 để tập trung vào Nam bán cầu.) Dữ liệu đến từ ECCO -Darwin Mô hình Hóa sinh Đại dương Toàn cầu. Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, NASA, và Cơ quan Khí quyển và Đại dương Quốc gia.
Khi lượng khí thải carbon dioxide do con người thải ra vào bầu khí quyển, một phần khí sẽ được đại dương hấp thụ, một quá trình có thể làm chậm sự tích tụ carbon trong khí quyển một chút và nhiệt độ toàn cầu cũng tăng theo đó. Một phần của điều này là do nước lạnh từ đại dương sâu tràn lên. Khi ở trên bề mặt, nước lạnh hơn, giàu chất dinh dưỡng sẽ hấp thụ CO2 từ khí quyển - thường là với sự trợ giúp của các sinh vật quang hợp được gọi là thực vật phù du - trước khi chìm trở lại.

Các mô hình máy tính cho thấy rằng 40% lượng CO2 do con người tạo ra trong đại dương trên toàn thế giới ban đầu được hấp thụ từ khí quyển vào Nam Đại dương, khiến nó trở thành một trong những bể chìm carbon quan trọng nhất trên hành tinh của chúng ta. Nhưng việc đo thông lượng, hoặc trao đổi, CO2 từ không khí ra biển là một thách thức.

Nhiều nghiên cứu trước đây về thông lượng carbon ở Nam Đại Dương chủ yếu dựa vào các phép đo về độ axit của đại dương — tăng lên khi nước biển hấp thụ CO2 — được lấy bởi các thiết bị nổi, trôi dạt. Nghiên cứu mới đã sử dụng máy bay để đo sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển trên đại dương.

“Bạn không thể đánh lừa bầu không khí,” Long nói. “Mặc dù các phép đo được thực hiện từ bề mặt đại dương và từ đất liền là quan trọng, chúng quá thưa thớt để cung cấp một bức tranh đáng tin cậy về thông lượng carbon trong không khí biển. Tuy nhiên, bầu khí quyển có thể tích hợp các dòng chảy trên các vùng rộng lớn. "

Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các phép đo trong không khí từ ba thí nghiệm thực địa: ATom, HIPPO và ORCAS. Nói chung, các thí nghiệm hiện trường đã chụp một loạt ảnh chụp nhanh (hoặc cấu hình) về sự thay đổi theo chiều dọc của carbon dioxide qua các độ cao khác nhau của khí quyển và các mùa khác nhau. Ví dụ, trong chiến dịch ORCAS vào đầu năm 2016, các nhà khoa học đã thấy nồng độ CO2 giảm xuống khi máy bay hạ độ cao và cũng phát hiện sự nhiễu loạn cao gần bề mặt đại dương, cho thấy có sự trao đổi khí. Những cấu hình như vậy, cùng với một số mô hình khí quyển, đã giúp nhóm ước tính tốt hơn dòng cacbon.

----

STUDY CONFIRMS SOUTHERN OCEAN IS ABSORBING CARBON 
New observations from research aircraft indicate that the Southern Ocean absorbs more carbon from the atmosphere than it releases, confirming that it is a strong carbon sink and an important buffer for the effects of human-caused greenhouse gas emissions. Previous research and modeling had left researchers uncertain about how much atmospheric carbon dioxide (CO2) gets absorbed by the chilly waters circling the Antarctic continent.

In a NASA-supported study published in Science in December 2021, scientists used aircraft observations of atmospheric carbon dioxide to “show that the annual net flux of carbon into the ocean south of 45°S is large, with stronger summertime uptake and less wintertime outgassing than other recent observations have indicated.” They found that the waters in the region absorbed roughly 0.53 more petagrams (530 million metric tons) of carbon than they released each year.

“Airborne measurements show a drawdown of carbon dioxide in the lower atmosphere over the Southern Ocean surface in summer, indicating carbon uptake by the ocean,” explained Matthew Long, lead author of the study and a scientist at the National Center for Atmospheric Research (NCAR). Aircraft observations were collected from 2009 to 2018 during three field experiments, including NASA’s Atmospheric Tomography Mission (ATom) in 2016.

The animation and still image on this page show areas where carbon dioxide was absorbed (blue) and emitted (red) by the global ocean in 2012. (Jump to 1:00 to focus on the Southern Hemisphere.) The data come from the ECCO-Darwin Global Ocean Biogeochemistry Model. The research was funded by the National Science Foundation, NASA, and the National Oceanic and Atmospheric Administration.
When human-caused emissions of carbon dioxide enter the atmosphere, some of the gas is absorbed by the ocean, a process that can slightly slow carbon accumulation in the atmosphere and the global temperature increases that go with it. Part of this is due to upwelling of cold water from the deep ocean. Once at the surface, colder, nutrient-rich water absorbs CO2 from the atmosphere—usually with the help of photosynthesizing organisms called phytoplankton—before sinking again.

Computer models suggest that 40 percent of the human-produced CO2 in the ocean worldwide was originally absorbed from the atmosphere into the Southern Ocean, making it one of the most important carbon sinks on our planet. But measuring the flux, or exchange, of CO2 from the air to the sea has been challenging.

Many previous studies of Southern Ocean carbon flux relied heavily on measurements of ocean acidity—which increases when seawater absorbs CO2—taken by floating, drifting instruments. The new research used aircraft to measure changes in the concentration of CO2 in the atmosphere over the ocean.

“You can’t fool the atmosphere,” Long said. “While measurements taken from the ocean surface and from land are important, they are too sparse to provide a reliable picture of air-sea carbon flux. The atmosphere, however, can integrate fluxes over large expanses.”

For the new study, researchers used airborne measurements from three field experiments: ATom, HIPPO, and ORCAS. Collectively, the field experiments captured a series of snapshots (or profiles) of the vertical change in carbon dioxide across various altitudes of the atmosphere and various seasons. For example, during the ORCAS campaign in early 2016, scientists saw a drop in CO2 concentrations as the plane descended and also detected high turbulence near the ocean surface, suggesting an exchange of gases. Such profiles, along with several atmospheric models, helped the team better estimate the flux of carbon.

Geolink tổng hợp từ Earthobservatory.nasa.gov