海洋所提出評估海水吸收大氣CO?能力的新體系
近日,中國科學(xué)院海洋研究所宋金明團(tuán)隊在Communication Earth & Environment發(fā)表了一套評估海水吸收大氣二氧化碳(CO?)能力新體系的研究成果。
眾所周知,海洋是大氣CO?的匯,但其對大氣CO?的吸收是否存在極限?如何表征全球大洋海水對大氣CO?的吸收極限?這些難題的困擾一直未得到解決。傳統(tǒng)的碳酸鹽平衡理論體系通常使用Revelle因子和γDIC因子來表征海水對大氣CO?的吸收能力,但隨著海水對大氣CO?的持續(xù)吸收,當(dāng)海水pH?7.5后,Revelle因子和γDIC因子都不再適合評估海水對大氣CO?吸收能力,亟須構(gòu)建適于大氣二氧化碳全情景下的海洋吸收大氣CO?能力的新方法。
為解決這一理論的局限性,宋金明團(tuán)隊提出并構(gòu)建了一個新的評估海水對大氣CO?吸收能力的因子—γCO?。研究表明,至2020年全球大洋表層海水平均γCO?為15.50±0.21,相比1992年下降了13%。進(jìn)一步基于CMIP6氣候模式開展的未來情景模擬表明,在高排放路徑(SSP5-8.5)下,至2100年該值將降至4.72,屆時全球大部分海域的CO?吸收能力將接近極限。這種狀況不僅“致命”性地影響以文石為骨骼結(jié)構(gòu)的海洋生物的生存,也將極限加快大氣CO?濃度上升的速度,全球變暖將導(dǎo)致地球生命特別是海洋生命體系的突變。該研究成果為揭示海洋碳酸鹽緩沖機制與海-氣界面碳通量過程提供了新的研究方法和思路,對評估和預(yù)測海洋碳匯變化以及制定碳中和策略意義重大。

圖1 RF、γDIC和 γCO?隨pH與pCO?變化的響應(yīng)曲線

圖2 全球γCO?的分布格局及近5年和近20年的變化趨勢
中國科學(xué)院海洋研究所博士研究生王志博為論文第一作者,李學(xué)剛和宋金明研究員為論文共同通訊作者,袁華茂、鐘國榮、段麗琴、馬駿和劉珊珊等為合作者。本研究得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)項目和中國科協(xié)博士后基金項目的支持。
論文信息:
Wang, Z., Li, X.*, Song, J.*et al.A new indicator can assess absorption capacity for carbon dioxide and ocean acidification.Communications Earth &Environment.6, 401 (2025). https://doi.org/10.1038/s43247-025-02380-4
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