海洋是如何“呼吸”的?突破性项目可以改变我们的理解

这项耗资250万英镑的项目旨在为海洋混合提供开创性的见解,提高气候模型的准确性。

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由南安普顿大学和国家海洋学中心(NOC)牵头的一项耗资250万英镑(320万美元)的新项目,旨在改变我们对海洋如何“呼吸”、储存大气中的热量和温室气体的理解。

海洋科学家将在高科技浮标上部署传感器,以提供有关海洋如何通过混合呼吸的前所未有的细节 —— 微小的湍流运动将水、热量和化学物质从表面拉到深处。

这种通风有助于调节地球的气候,缓冲人类引起的气候变化的影响。

混合在调节洋流系统中也起着关键作用,例如大西洋经向翻转环流(AMOC)。

“在海洋与大气交换碳和热量并将其储存在地表以下的过程中,小规模的混合起着至关重要的作用,”领导该项目的南安普敦大学物理海洋学讲师Bieito Fernandez Castro博士说。

“然而,这个关键的过程在很大程度上仍然是一个谜,所以我们估计的不确定性比我们希望的要高。它发生在如此小的尺度上(从厘米到公里),以至于很难测量,这意味着目前的海洋和气候模型无法捕捉到复杂的动态。”

测量海洋混合的尖端技术

REMIX-TUNE项目已获得欧洲研究理事会250万英镑的资助,用于在大部分热量和碳封存发生的深水形成的关键区域(即北大西洋和南大洋)部署一支先进的自主漂浮船队。

浮标配备了湍流传感器和新的高效机载计算机,将从水面穿过水柱,到达2000米深处,并在几年内再次返回,捕捉有关中尺度(大漩涡)和微观尺度(微小的混乱漩涡)水如何混合的详细数据。

Fernandez Castro博士说:“自2000年代以来,这些剖面浮标一直用于测量海洋的温度和盐度,以及其他属性,以帮助预测和建模。

“但直到现在,它们还无法观察到混合,所以为了这个目的大量部署它们是令人兴奋的。”

捕获的数据将生成第一个综合的、基于观测的全球数据库,用于测量混合在海洋通风中的作用。

这种详细的新认识将为下一代海洋气候模型提供信息,提高它们模拟海洋储存热量和温室气体的能力。

国家海洋学中心的Alex Megann博士是该项目的合作研究者,他说:“将新数据与全球Argo计划的现有水文剖面相结合,我们可以重建过去25年全球海洋的混合情况,从而提供更准确的混合估计。”

“然后,我们将使用一个名为NEMO的模型,它是英国对IPCC的贡献的海洋部分,利用我们改进的混合估计,更清楚地了解海洋通风如何调节我们的气候。”


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