Góry otaczają Zatokę Alaska w tym widoku ze statku naukowo-badawczego. Nowe narzędzie jest dostępne, aby zrozumieć zakwaszenie oceanu w zatoce.
Nowy model naukowy i powiązane narzędzie internetowe pomogą naukowcom, zarządcom zasobów, rybakom i decydentom zrozumieć zakwaszenie oceanu w Zatoce Alaska.
Zakwaszenie oceanu to termin określający trwający spadek pH w oceanach świata. Dzieje się tak, gdy spowodowane przez człowieka dwutlenku węgla budowanie w powietrzu jest wchłaniany przez ocean, obniżając jego pH i często tworząc złe warunki dla krabów, mięczaków i innych organizmów morskich.
Despite jego znaczenie dla komercyjnych i połowów na własne potrzeby, zakwaszenie oceanu jest słabo rozumiane na Alasce. University of Alaska Fairbanks badacz Claudine Hauri pracuje, aby to zmienić poprzez zapewnienie sposobu identyfikacji oceanu zakwaszenie hotspots, sezonowe wzory i długoterminowe trendy.
Hauri, oceanograf chemiczny w UAF w Międzynarodowym Centrum Badań Arktycznych, a jej zespół opracował przyjazne dla użytkownika narzędzie internetowe. Dzięki niemu ludzie mogą tworzyć mapy, wykreślać dane i przeglądać statystyki dla ponad 100 zmiennych oceanicznych, w tym temperatury, zasolenia, pH i dwutlenku węgla w wodzie. Wiele z tych zmiennych jest związanych z zakwaszeniem oceanu i zmianami klimatycznymi.
Dane są trójwymiarowe, więc użytkownicy narzędzia mogą badać warunki na różnych głębokościach. Mogą również porównać ponad 30 lat symulacji, aby zobaczyć, jak zmienia się zakwaszenie oceanu.
Zespół opracował narzędzie przy użyciu modelu zakwaszenia oceanu, który połączył fizyczne, biogeochemiczne i hydrologiczne modele oceaniczne, aby odtworzyć przeszłe warunki panujące w Zatoce Alaski w latach 1980-2013. Hauri planuje rozszerzyć model do dnia dzisiejszego i, w zależności od finansowania, do przyszłości.
„Ta symulacja modelu jest szczególna, ponieważ jest długa i sięga 1980 roku i jest informowana przez symulację słodkiej wody, która naśladuje wkład rzeczny z tysięcy rzek i strumieni wzdłuż wybrzeża”, powiedział Hauri.
Zrzut ekranu z narzędzia internetowego do badania zakwaszenia oceanu w Zatoce Alaski pokazuje, jak pH zmienia się w całym regionie na różnych głębokościach i w czasie.
Ponieważ pH ma tendencję do bycia niższym w pobliżu ujść rzek i lodowców, uwzględnienie gdzie, kiedy i ile słodkiej wody wpływa do oceanu było krytycznym rozróżnieniem od poprzednich modeli zakwaszenia oceanu. Poprzednie modele obejmowały również znacznie krótsze okresy czasu lub nie uwzględniały tego, jak zakwaszenie oceanu zmienia się przestrzennie lub z roku na rok.
„Ten system jest tak zmienny w czasie i przestrzeni, że nie można po prostu spojrzeć na kilka lat i powiedzieć, że to zakwaszenie oceanu,” wyjaśnił Hauri. „Potrzebujesz znacznie więcej czasu, aby mieć pewność, że to, co widzisz, jest długoterminowym trendem.”
Aby ocenić jego skuteczność, Hauri użyła swojego modelu do odtworzenia warunków z przeszłości, które zostały zaobserwowane podczas odbywających się dwa razy w roku rejsów naukowych z Seward.
„Naprawdę mamy zmienność sezonową, o ile wiemy, z obserwacji”, powiedziała Hauri.
Dla lepszej symulacji i oceny różnic z roku na rok, Hauri powiedziała, potrzeba więcej obserwacji. Na szczęście model pomaga naukowcom ustalić priorytety, na których należy skupić przyszłe badania.
Nina Bednarsek jest jedną z pierwszych osób korzystających z modelu. Jako oceanograf biologiczny w Southern California Coastal Water Research Project, Bednarsek ocenia ryzyko zakwaszenia oceanu dla pteropodów, obfitych ślimaków morskich ważnych dla łososia w Zatoce Alaska. Praca ta opiera się na modelu Hauri’ego, który identyfikuje gorące punkty zakwaszenia oceanu i pory roku, w których warunki są słabe.
„Biologiczna interpretacja ryzyka bez takiego modelu jest prawie niemożliwa”, powiedział Bednarsek.
Bednarsek łączy swoją wiedzę na temat tego, gdzie żyją pteropody i ich wrażliwość na zakwaszenie oceanu z danymi Hauri’ego na temat zakwaszenia oceanu. Razem ujawniają, jak bardzo pteropody są już narażone na zakwaszenie oceanu, czy ich siedlisko zmieniło się w ciągu ostatnich trzech dekad i czy są one podatne na pewne etapy życia. Bednarsek powiedział, że praca ma bezpośrednie implikacje dla zarządzających rybołówstwem.
Następnie Hauri używa modelu do zbadania, jak zmiany klimatyczne, w sensie ocieplenia temperatury i większej ilości słodkiej wody z topniejących lodowców, wpływają na zakwaszenie oceanu w zatoce. Czy to spowolni, czy przyspieszy?
Praca ta została opisana w artykule naukowym opublikowanym 29 lipca 2020 roku w czasopiśmie Biogeosciences.
Współautorami są Cristina Schultz, Katherine Hedstrom, Seth Danielson, Brita Irving, Scott Doney, Raphael Dussin, Enrique Curchitser, David Hill i Charles Stock.
Kontakty dodatkowe: Claudine Hauri, [email protected]; Nina Bednarsek, [email protected]
.