Modelling the impact of global warming on the trophic state of the upper ocean

模拟全球变暖对上层海洋营养状态的影响

基本信息

项目摘要

The main aim of the proposed research is a quantitative evaluation of the potential impact of global warming on the trophic balance of the upper ocean. Primary production, as well as autotrophic and heterotrophic respiration are all expected to increase with temperature, and a number of experimental culture studies suggest that the increase with temperature is more pronounced for respiration than for production. This notion has been further confirmed on the ecosystem level in recent short-term mesocosm studies. According to these results, an expected direct effect of global warming is a weakening of the biological carbon pump. In contrast to indirect effects arising from changes in circulation and stratification, such a direct temperature effect has not yet been investigated quantitatively on a global scale. Using an Earth System Model of intermediate complexity, the proposed study will investigate the sensitivity of the model’s biological pump to different parameterisations of temperature effects on autotrophic and heterotrophic processes, each calibrated by available experimental data from culture and mesocosm studies. The ability of different parameterisations to closely reproduce regional patterns of biogeochemical tracer distributions will first be evaluated for pre-industrial steady-state solutions. In a second step, the model will be forced with IPCC-type CO2 emission scenarios over the 21st century in order to estimate the impact of direct temperature effects on the marine biota relative to indirect effects via changes in circulation and stratification.
拟议研究的主要目的是定量评估全球变暖对上层海洋营养平衡的潜在影响。初级生产,以及自养和异养呼吸都预计将增加与温度,一些实验培养研究表明,随着温度的增加更明显的呼吸比生产。最近的短期围隔生态系统研究在生态系统一级进一步证实了这一概念。根据这些结果,全球变暖的预期直接影响是生物碳泵的减弱。与环流和层结变化引起的间接效应相反,这种直接的温度效应尚未在全球范围内进行定量研究。使用地球系统模型的中间复杂性,拟议的研究将调查模型的生物泵的灵敏度不同的参数化的温度对自养和异养过程的影响,每个校准可用的实验数据从文化和围隔生态系统研究。不同的参数化密切再现区域模式的地球化学示踪剂分布的能力将首先进行评估前工业稳定状态的解决方案。第二步,该模型将被迫与IPCC类型的CO2排放情景在21世纪,以估计直接温度效应对海洋生物群的影响相对于间接影响,通过环流和分层的变化。

项目成果

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Combined effects of CO2 and temperature on carbon uptake and partitioning by the marine diatoms Thalassiosira weissflogii and Dactyliosolen fragilissimus
  • DOI:
    10.1002/lno.10063
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    J. Taucher;J. Jones;A. James;M. Brzezinski;C. Carlson;U. Riebesell;U. Passow
  • 通讯作者:
    J. Taucher;J. Jones;A. James;M. Brzezinski;C. Carlson;U. Riebesell;U. Passow
Enhanced carbon overconsumption in response to increasing temperatures during a mesocosm experiment
  • DOI:
    10.5194/bg-9-3531-2012
  • 发表时间:
    2012-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    J. Taucher;K. Schulz;T. Dittmar;U. Sommer;A. Oschlies;U. Riebesell
  • 通讯作者:
    J. Taucher;K. Schulz;T. Dittmar;U. Sommer;A. Oschlies;U. Riebesell
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