Spatiotemporal changes of ocean carbon species in the western North Pacific using parameterization technique
Spatiotemporal changes of ocean carbon species in the western North Pacific using parameterization technique
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利用参数化技术研究北太平洋西部海洋碳物种的时空变化
DOI：
10.1007/s10872-019-00532-7
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发表时间：
2020
影响因子：
2.3
通讯作者：
Nakano Y.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Watanabe W. Y.;Li B. F.;Yamasaki R.;Yunoki S.;Imai K.;Hosoda S.;Nakano Y.
我们构建了用于估计北太平洋西部（包括日本沿海地区）溶解无机碳 (DIC) 和 pH 值的参数化。参数化确定为位温 (θ) 和溶解氧 (DO) 的函数，与 DIC 的直接测量具有很强的相关性 [决定系数 (R2) = 0.99；均方根误差 (RMSE) = 8.49 µmol kg−1] 和 pH (R2= 0.98, RMSE = 0.030)。预测的 DIC 和 pH 值与之前的独立水文观测结果一致，DIC 通常在 3 µmol kg−1 以内，pH 值在 0.010 以内。通过将这些参数化应用于北太平洋西部自主剖面浮标 (Argo) 的气候季节 θ 和 DO 数据以及时间序列 θ 和 DO 数据，证明了 DIC 和 pH 值的巨大时空变化。结果表明，1994 年至 2004 年间，北太平洋沿 30° N 400 m 深度以上的人为 DIC 增加率为 + 0.86 ± 0.11 µmol kg−1year−1，而 2004 年之后则下降了 + 0.58 ± 0.05 µmol kg−1year−1。 2004年的部分原因是人为氮输入的增加，这表明氮输入的减少导致了北太平洋西部海洋酸化的减缓。 1994年至2013年间，人为引起的海洋pH值呈下降趋势，为0.0021±0.0016。
We constructed parameterizations for the estimation of dissolved inorganic carbon (DIC) and pH in the western North Pacific, including Japanese coastal regions. Parameterizations, determined as a function of potential temperature (θ) and dissolved oxygen (DO), provided strong correlations with direct measurements for DIC [the coefficient of determination (R2) = 0.99; the root mean square error (RMSE) = 8.49 µmol kg−1] and pH (R2= 0.98, RMSE = 0.030). Predicted DIC and pH values were consistent with previous independent hydrographic observations, generally within 3 µmol kg−1for DIC and 0.010 for pH. By applying these parameterizations to climatological seasonalθand DO data and time-seriesθand DO data from autonomous profiling floats (Argo) in the western North Pacific, large spatiotemporal variations in DIC and pH were demonstrated. Results indicated that the rate of increase in anthropogenic DIC above a depth of 400 m along 30° N in the western North Pacific was + 0.86 ± 0.11 µmol kg−1year−1between 1994 and 2004. This decreased by + 0.58 ± 0.05 µmol kg−1year−1after 2004 partly due to increasing anthropogenic nitrogen input, suggesting that the decrease has induced the slowdown of ocean acidification in the western North Pacific. The declining trend in anthropogenically induced ocean pH was found to be 0.0021 ± 0.0016 during 1994–2013.
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