Havsytan och CO 2 -utbytet

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Havsytan och CO 2 -utbytet"

Viktor Jonsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Havsytan och CO 2 -utbytet Anna Rutgersson 1, Gaelle Parard 1, Sindu Parampil 1 Tiit Kutser 2, Melissa Chierici 3 1 Air-Water Exchange Platform, Uppsala University, anna.rutgersson@met.uu.se 2 Estonian Marine Institute 3 University of Gothenburg and IMR, Tromsø, Norway

2 Havens roll i den globala kolcykeln Haven tar upp cirka 30%av de antropogena utsläppen av koldioxid. Det är viktigt för: Koncentration av CO2 i atmosfären (ökade växthuseffekten). Havens försurning. Distribution av ökade upptaget av koldioxid av haven: Norra Atlanten stor sänka

3 Vad kontrollerar havens upptag av CO 2? F Löslighet (temperatur, salthalt), K 0 Atmosfärens CO 2 koncentration, CO 2atm Partial trycket av CO 2 i vattnet, pco 2w Effektiviteten av utbytet (vind hastighet, skiktning), k CO2 = kk0( pco2w pco2atm ) From In Situ observations: Takahashi et al (2002). Deep Sea Res II

4 Utmaning: Utveckla metoder för att använda fjärranalys för att studera havens roll i kolcykeln 1. Ytans partialtryck av CO 2 i vattnet, pco 2w 2. Effektivitet av utbytet (vind hastighet skiktning), k Havens upptag/utgasning

5 Olika regioner olika relationer Karibien: pco 2 bestämt med hjälp av SST (ytvattentemperatur) från AVHRR, MODIS, TMI Olsen et al, 2004

6 Olika regioner olika relationer Sub-arktiska Norra Atlanten: pco 2 uttrycks med modellerat blandningsdjup, MLD, klorofyll från fjärranalys (MODIS) samt SST (AVHRR), biologisk produktion/respiration viktig. Olsen et al, 2004, Chierici et al, 2009

7 Vi fokuserar på Östersjön Höga latituder: viktigt att ta hänsyn til biologisk produktion/respiration kan även använda CDOM (färgat löst organiskt kol) från SeaWIFS Del Vecchio et al (2009)

8 In-Situ mätningar från Östergarnsholmstationen Data för studier av utbyte hav-atmosfär interaktion sedan Representerar väl marina förhållanden.

9 Östergarnsholmstationen I luften: Vind, temperatur, turbulens på 3 nivåer, flöden av koldioxid och fukt, strålning, nederbörd I vattnet: Vågmätningar (FMI) SST, CO 2 Syre, salinitet, CDOM, klorophyll Vertikal temperaturprofil Fartygsmätningar

10 In-situ data pco 2 mätningar (SAMI sensor) och SST (4 m djup) från Östergarnsholm Juni 2005-Juli 2012 Stor variabilitet av SST och pco 2 : uppvällning (upwelling) Behöver valideringsdata

11 In situ data validering Hur kan vi validera pco 2 och SST mätningarna? pco 2 fartygsmätningar VOS Finnpartner: ; VOS Finnmaid: (Schneider ) (SOCAT och CDIAC) SMHI data (månadsdata) SST data från fartygsmätningar Fartygsmätningar Satellit data

12 Data validering: VOS och SMHI Fartygsmätningar VOS jämfört med SAMI data (CDIAC+SOCAT database) Jämförelse: runt SAMI sensorn (fyrkant) SMHI mätningar i Östersjön jämfört med SAMI data - pco 2 bestämt från (TA and ph)

13 In situ data validation : VOS Jämförelse pco 2 SAMI och pco 2 VOS Hög korrelation (0.98) och STD=9 μatm Skillnaden beror främst av situationer med upwelling stor effekt på SAMI data

14 In situ data validation : SMHI Jämförelse SAMI/SMHI station Liknande säsongsvariation, upwelling skiljer fångas ej av SAMI

15 Satellite data Satellit data SST, Klorofyll, (CDOM), vind kustområde - SST : Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH) processad data från AVHRR- NOAA. - Klorofyll : JRC MERSEA Ocean Colour Products : SeaWiFS: standard OC4-V4 algorithm, reprocessing 5.1 by the Goddard Space Flight Center (NASA) MODIS-AQUA : reprocessing 1.1 by the Goddard Space Flight Center (NASA)

16 Validering : SST satellit + bojdata SAMI sensor (4 m djup) Vågboj (1 m djup) 16

17 Validering SST : variabilitet - Dygnsmedel Vågboj, satellit och SAMI - Bra korrelation (0.95) SST Good Bojar och satellit stämmer väl överens Problem med kraftig variabilitet: En storleksordning mindre i satellitdata

18 Klorofylldata : månadsmedel Månadsmedel, klorofyll. Stor variation mellan år: Biologisk aktivitet variabel Kan påverka CO 2 variation i Östersjön 18

19 Klorofyll, Östergarnsholm (satellit) Variation mellan åren: - Låg koncentration 2005, max i juli - Hög koncentration 2007, max i juni skiljer sig från övriga år Använder medelmånadsmedlet

20 Relation mellan SST 0ch pco 2 Olika perioder definierade 3 relationer Termodynamisk effekt Upwelling Ingen relation med temperaturen

21 Upwelling events Första uppskattning: - För att komma runt problemet med upwelling: använder månadsmedel - 3 olika relationer: - DEC-MAR : termodynamisk effekt - APR-JUL: low slope - AUG-NOV: Strong slope 21

22 Linjär relation Algoritmer för pco 2 Relation mellan SST (R 2 =0.93) och Chl (R 2 =0.92) Säsongscykeln reproduceras 22

23 Linjär relation Multilinear regression : R 2 =0.87 För kraftig variation mellan maj och september 23

24 Linjär relation Förbättra med ytterligare parametrar? Ta med primär produktion, blandningsdjup, CDOM. Studera även mer högfrekvent variabilitet (upwelling).

25 Slutsats Går att ta fram kartor för flöden av CO 2 över Östersjön från satellit data: p CO 2 SST, klorofyll mm är nyckelparametrar. Östersjön problem (kustnära område, komplicerade processer) Östersjön fördel (relativ god tillgång till In-situ data) Vindprodukt?

26 Satellitdata för CO 2 flöden Parametrar 1. Vind hastighet 2. White-cap 3. SST 4. Blandningsdjup 5. värmeflöde Kartor av CO2 utbyte för Östersjön SST Klorofyll CDOM blandningsdjup pco 2w Additional parameters?

Relevanta dokument

Klimatförändringar i Antarktis med hjälp av in-situ och satellitdata

Klimatförändringar i Antarktis med hjälp av in-situ och satellitdata Melissa Chierici Associate professor Department of Chemistry Marine Chemistry University of Gothenburg Upplägg Introduktion till Antarktis