南大洋是否在大量吸碳？起初这项测量方案在碳通量的研究证据上表明 ， 南大洋吸收或排放二氧化碳 ， 主要是浮游生物和其他的生物过程不消耗较深水域中自然碳的释放 ， 与人类活动引起的大气二氧化碳水平增加 。 然后经由温暖的亚热带水域到南极洲周围的冰冷海域 ， 整个过程在南大洋以不同的强度连续且同时发生 。
之前的研究数据
这项研究是基于巡航船只的碳通量测量 ， 由Argo生物地球化学浮标在不适合船舶安全操作的地方进行采样 。 但这种信标并不多 ， 而且采样数据能够对比的历史数据也很少 。 同时该方案也很依赖卫星的海平面压力估计 ， 以及信风统计 ， 这给某些地区的结果增加了很大的不确定性 。
因此 ， 科学家认为 ， 对于南大洋的相关研究必须进行全年的直接测量 ， 才能破解南大洋的碳变化问题 。 后来这项研究交由澳大利亚的CSIRO海洋与大气研究组进行 ， 他们采用了一种水面无人机Saildrone 。
无人机Saildrone1020
这台无人机能够进行远程控制 ， 并且科学家可以为它预先规划好航行路线 ， 同时从机载仪器和传感器中收集数据 。 经过特殊改装的无人机能够适应南大洋恶劣的海洋环境 ， 它可以每小时完成一次数据收集 。
结果这次的研究结果和之前由NOAA结论出现了很大的偏差 ， 并且无人机在中途还丢失了风速传感器 ， 部分数据并不明朗 ， 好在它是顺利回归了 。 此次的任务显示 ， 在南大洋风力增强和翻转环流加速的气候模型下 ， 气候变化会减少海洋对二氧化碳的吸收 。
蓝色表示吸收区域 ， 红色表示排放区域
2015~2016年间 ， 由浮标观察到的冬季气候影响在2019年的无人机测量中并不普遍 ， 科学家推测这可能和南极涛动指数下降有关 。 这导致富含二氧化碳的海水上升减少 。 很明显这次的研究调查依然不够清晰 ， 整个测量最终又是如何确定的呢？
大气交换机大气气象研究和南大洋的海洋动力学吸引了NASA的目光 ， 由美国国家大气研究中心联合NASA利用飞机对南大洋的海水循环进行了测量 。 这项研究结果表明 ， 每年流入南纬45°以南的海洋二氧化碳净通量很大 ， 夏季的吸收效果会更明显 ， 而冬季的排气量会更少 。 南大洋每年的碳吸收在10亿吨左右 ， 同时每年吸收的碳要比释放的大约多5.3亿吨 。
季节气候都是南大洋吸收的关键
根据美国国家大气研究中心的科学家马太·朗解释 ， 飞机的机载数据显示 ， 夏季南大洋表面低层大气中的二氧化碳有所下降 ， 这表明海洋吸收了碳 。 整个数据分析不仅有来自现在的 ， 还有2009年至2018年的NASA大气断层扫描任务 ， 都有详细的观测数据 。
蓝色代表吸收的二氧化碳 ， 红色代表排放的二氧化碳
最后分析表示 ， 人为排放的二氧化碳进入大气时 ， 一些气体会被海洋吸收 ， 而这个过程可以稍微减缓大气中的碳积累和全球温度升高 。 部分原因在于深海中的冷水会上涌 ， 一旦到达地表 ， 更冷、营养更丰富的水体会从大气中吸收二氧化碳 。 这里通常是由浮游植物在光合作用的帮助下进行 ， 完成吸收后便会再次随着海洋运动下沉 。
海洋的碳吸收循环
经过计算机的模型分析 ， 全球海洋中有40%的碳吸收是由人类活动产生 ， 并由南大洋吸收 ， 这也使得南大洋成为了世界上碳汇聚最多的地方 。 此前的测量为什么会不准确 ， 是因为他们过于依赖海洋酸度来进行测量（二氧化碳溶解水后会使海洋酸化） ， 而这次的研究排除了许多干扰 ， 并且利用飞机来测量海洋上空大气二氧化碳的浓度变化 。
“好耶 ， 有了南大洋的帮助 ， 未来碳排放和全球变暖问题有望得到自然解决” ， 人类真的可以松一口气吗？可千万不要抱有这样的想法 。 事实上对于南大洋来讲 ， 整个碳吸收和排放现在基本是平衡的 ， 一吸一排保证了南极洲的生态稳定 。
南大洋并不能彻底解决问题
但在后工业化时代 ， 碳排放的问题不仅没有得到解决 ， 反而还有升高趋势 。 日益频繁的人类活动已经带来了非常棘手的问题 。 总体来讲 ， 人类的碳排放速度已经超过了海洋的吸收速度 。
这个问题最直接的表现便是海水酸化 ， 工业革命的百年变化带来的是海水酸度被提高30% ， 海洋正逐渐成为一滩巨型的可乐池 。 现在科学家已经得到证据表明 ， 海水酸化已经开始腐蚀鲨鱼的牙齿了 ， 这将严重影响鲨鱼的捕食能力 。
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