Marin försurning ett nytt hot mot Östersjöns och Västerhavets ekosystem Anders Omstedt och BONUS/Baltic-C gruppen
BONUS/ Baltic-C s syfte: Kartlägga Östersjöns koldynamik speciellt för organiskt kol (C org ) and koldioxid (CO 2 ) Utveckla en ny kopplade land-havsmodell för kolets kretslopp och studera kombinationseffekter av försurning, övergödning och klimatförändringar.
Östersjöns CO 2 - O 2 system Marina kolsystemet bestäms av totala alkaliniteten (A T ) och totala inorganiska kolet (C T ) Omstedt et al (2009)
Ytvattenalkalinitetens horisontella variation
Stora horisontella variationer som reflekterar variationer i alkalinitet ph observationer från en vinter mätning (Matti Pertillä FMI)
pco2 [ µatm ] Kolsyretrycket i atmosfären och havet 550 Stora variationer i havets kolsyretryck 500 450 400 surface water atmosphere 350 300 spring bloom deep mixing 250 warming 10 12 14 16 18 20 22 24 26 200 150 post-spring bloom (NO 3 - = 0) 60 60 58 58 100 50 mid-summer N 2 fixation 56 56 54 54 J-09 F-09 M-09 A-09 M-09 J-09 J-09 A-09 S-09 O-09 N-09 D-09 10 12 14 16 18 20 22 Scale: 1:22177709 at Latitude 0 24 26 Kolsyretrycket mätt från FINNMAID under resor mellan Helsingfors och Lübeck (B.Schneider et al)
pco2 (µatm) ph Kolsyretrycket i Östersjöns ytvatten (rödlinje) och ph (svart linje) Wesslander (2011). 600 500 ph pco2 8.8 8.6 400 8.4 300 8.2 200 100 8.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Months
Observerade ph variationer I Östersjöns ytvatten Biologiska processer påverkar ph starkt och gör det svårt att upptäcka trender. Modeller behövs! Omstedt, Edman, Anderson, Laudon (2010)
Två modellkörningar (med och utan övergödning) men bägge med ökad kolsyretryck i atmosfären enligt observationer. Utan övergödning ph ändring -0.1 Övergödning påverkar ph genom att amplifiera säsongs variationerna. Med övergödning ph ändring -0.0 Omstedt,Gustafsson and Wesslander, (2009) Omstedt (2011)
pco 2 (µatm) in equlibriated SSW Beräknade ph värden för Östersjöns ytvatten Calculated Sea Surface ph 1100 6.4 Stigande koncentrationer av koldioxid i atmosfären och minskade inflöden av alkalinitet orsakar försurning 1000 900 800 700 6.6 7 7.2 7.6 7.8 8 600 6.8 Current range of Baltic Sea A T 500 7.4 8.2 400 Current atmospheric pressure 300 8 200 100 8.6 8.4 8.8 9 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 A T (µmol/kg) 9.2 9.4 SSW Omstedt, Edman, Anderson, Laudon (2010)
Baltic-C model system och scenario design b) Atmospheric CO 2 Global climate model data GCM modeller: ECHAM5, HADCM3, CCSM3 Land use change scenario data Regional climate model data RCM modeller: RCA3 Terrestial carbon model River runoff carbon model Baltic Sea biogeochem CO 2 model Landekosystem: LPG-GUESS Avrinning och ämnestransport: CSIM Östersjöns fysik och biogeokemi: PROBE-Baltic
Två tänkbara utvecklingar: Business as Usual (BAU)+A2 och Baltic Sea Action Plan (BSAP)+B1 Omstedt et al. (2012)
Sammanfattning Syra-bas (ph) balansen i våra kusthav påverkas av stigande kolsyrehalter i atmosfären, ändringar i flodtillförseln av alkalinitet, organiskt och oorganiskt kol, förändringar i redox förhållanden och indirekta klimatförändringar. I vår studie är försurningen inte beroende på val av GCM utan främst på CO 2 nivån i atmosfären. Andra faktorer modifierar resultaten. Alla studerade scenarios indikerar försurning i hela Östersjön och på alla djup. Eutrofiering kommer inte förhindra försurning. Östersjön kommer troligen bli surare i framtiden vilket kommer hota dess ekosystem. Vi behöver därför kraftfullt medverka i att reducering av CO 2 utsläpp till atmosfären kan genomföras.
Referenser Hjalmarsson, S., Wesslander, K., Anderson, L.G., Omstedt, A., Perttilä, M., and L., Mintrop (2008). Distribution, long-term development and mass balance calculation of total alkalinity in the Baltic Sea. Continental Shelf Research 28(4 5), 593 601. DOI 10.1016/j.csr.2007.11.010 Omstedt, A., Gustafsson, E. and K., Wesslander, (2009). Modelling the uptake and release of carbon dioxide in the Baltic Sea surface water. Continental Shelf Research 29, 870-885. DOI: 10.1016/j.csr.2009.01.006 Omstedt, A., Edman, M., Anderson, L., G., and H., Laudon (2010). Factors influencing the acid-base (ph) balance in the Baltic Sea: A sensitivity analysis. Tellus, 62B, 280-295. DOI: 10.1111/j.1600-0889.2010.00463.x Omstedt, A., (2011). Guide to process based modelling of lakes and coastal seas. Springer-Praxis books in Geophysical Sciences, DOI 10.1007/978-3-642-17728-6. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Omstedt et al (2012). Future changes of the Baltic Sea acid-base (ph) and oxygen balances. In manuscript Wesslander, K (2011). The carbon dioxide system in the Baltic sea surface water. PhD Thesis A137. Department of Earth Sciences. University of Gothenburg.
Tack för visat intresse!