海洋所提出評(píng)估海水吸收大氣CO?能力的新體系
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所宋金明團(tuán)隊(duì)在Communication Earth & Environment發(fā)表了一套評(píng)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(duì)大氣CO?的吸收是否存在極限?如何表征全球大洋海水對(duì)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(lái)表征海水對(duì)大氣CO?的吸收能力,但隨著海水對(duì)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(píng)估海水對(duì)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(duì)提出并構(gòu)建了一個(gè)新的評(píng)估海水對(duì)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(kāi)展的未來(lái)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(shí)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(jī)制與海-氣界面碳通量過(guò)程提供了新的研究方法和思路,對(duì)評(píng)估和預(yù)測(cè)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(shì)
中國(guó)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(guó)榮、段麗琴、馬駿和劉珊珊等為合作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目和中國(guó)科協(xié)博士后基金項(xiàng)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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