Processes Driving Global Interior Ocean pH Distribution
Processes Driving Global Interior Ocean pH Distribution
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驱动全球内海 pH 分布的过程
DOI：
--
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发表时间：
2020
影响因子：
5.2
通讯作者：
A. Olsen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Lauvset;B. Carter;F. F. Pérèz;Li‐Qing Jiang;R. Feely;A. Velo;A. Olsen
海洋酸化是在自然海洋pH梯度的背景下演变的，这是海洋混合、生物生产和再矿化、碳酸钙循环以及整个水柱温度和压力变化之间相互作用的结果。虽然以前的研究已经分析了这些过程及其对海洋碳酸盐化学的影响，但没有人试图量化它们对全球海洋内部pH值的影响。在这里，我们评估了人为变化和自然过程如何共同作用于海洋pH值，以及这些过程如何设置区域对未来海洋酸化变化的脆弱性。我们使用了全球海洋数据分析项目第2版的映射数据产品，这是一种基于总矩阵相互比较和局部插值回归以及综合不确定性分析相结合的估算预形成总碱度的新方法。我们发现，对海洋内部pH梯度贡献最大的是有机物再矿化，其次是CaCO3循环。对人为CO2变化对pH值影响的估计重申了对海洋表层pH值的巨大且已被充分理解的人为影响，并将其置于海洋内部自然pH梯度的背景下。在500 ~ 1500 m的深度层，自然过程使海洋酸化平均增加28±15%，但具有较大的区域梯度。
Ocean acidification evolves on the background of a natural ocean pH gradient that is the result of the interplay between ocean mixing, biological production and remineralization, calcium carbonate cycling, and temperature and pressure changes across the water column. While previous studies have analyzed these processes and their impacts on ocean carbonate chemistry, none have attempted to quantify their impacts on interior ocean pH globally. Here we evaluate how anthropogenic changes and natural processes collectively act on ocean pH, and how these processes set the vulnerability of regions to future changes in ocean acidification. We use the mapped data product from the Global Ocean Data Analysis Project version 2, a novel method to estimate preformed total alkalinity based on a combination of a total matrix intercomparison and locally interpolated regressions, and a comprehensive uncertainty analysis. We find that the largest contribution to the interior ocean pH gradient comes from organic matter remineralization, with CaCO3 cycling being the second most important process. The estimates of the impact of anthropogenic CO2 changes on pH reaffirm the large and well‐understood anthropogenic impact on pH in the surface ocean, and put it in the context of the natural pH gradient in the interior ocean. We also show that in the depth layer 500–1,500 m natural processes enhance ocean acidification by on average 28 ± 15%, but with large regional gradients.
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