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Martes 6:
- Repaso de conceptos sobre química CO2 en agua de mar y
Carbono antropogénico. (30 min)
- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano I (1 h y 15 min)
- Tarde: workshop - case study: CANT in the subtropical Indian
Ocean, uso del ODV (2 horas)
Miércoles 7:
- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano II (1 h y 45
min)
- Tema: Evolución temporal del CO2 en el océano III (1 h y 45
min)
- Tarde: Cine y debate: efectos de la acidificación sobre océanos
(2 horas)
Global carbon cycle
& the anthropogenic perturbation
+161
1.9 Land sink
5.4
1.7 Land use
change
21.9 20
-220
+65 -125
+18
1.6
+100
http://co2now.org/Current-CO2/CO2-Trend/
PgC/yr = 10 15 gC = 1 000 000 000 tons = 1 billón de kilos
1 tonelada = 1 000 000 gC = 1000 kilos
IPCC 2007 Report. Figure 7.10. Three main ocean carbon pumps govern the regulation of natural atmospheric CO2 changes by
the ocean (Heinze et al., 1991): the solubility pump, the organic carbon pump and the CaCO3 ‘counter pump’. The oceanic uptake
of anthropogenic CO2 is dominated by inorganic carbon uptake at the ocean surface and physical transport of anthropogenic
carbon from the surface to deeper layers. For a constant ocean circulation, to first order, the biological carbon pumps remain
unaffected because nutrient cycling does not change. If the ocean circulation slows down, anthropogenic carbon uptake is
dominated by inorganic buffering and physical transport as before, but the marine particle flux can reach greater depths if its
sinking speed does not change, leading to a biologically induced negative feedback that is expected to be smaller than the positive
feedback associated with a slower physical downward mixing of anthropogenic carbon. Reprinted with permission, copyright 1991
American Geophysical Union.
pCO2 = [CO2]/0(S,T)
K0
pH= -log [H3O+]
K1
Mass balance
2CT=[CO
] + [HCOsystem
3 ] + [CO
3 ]
Any
two2carbonate
parameters
K2
Charge balance fix the values of all the rest
CO2 / DIC / TIC / CT
TA = AT=[HCO3-]+2·[CO32-]+[B(OH)4-]+[OH-]-[H3O+]
pH
5 species (unknowns)
3 equilibrium equations
1 concentration condition
1 proton condition
H2CO3* , HCO3– , CO3–2 , H+ , OH–
K1, K2, Kw
DIC
TA
Figura 1. Química de la acidificación oceánica, reacciones y evolución temporal. (A) Visión esquemática de la perturbación
antropogénica del ciclo del carbono en los mares y océanos, con los equilibrios químicos en los cuales interviene el CO2 cuando
es absorbido por el agua de mar. K1 y K2 son las constantes de disociación del ácido carbónico y del ión bicarbonato,
respectivamente. Los rectángulos muestran especies químicas que verán aumentada su concentración, y los elipsoides muestran
aquellas especies que sufrirán una disminución. (B) Evolución promediada del pH global superficial (naranja), del CO2
atmosférico (magenta), del ión bicarbonato (verde) y del ión carbonato (azul) desde el año 1820 hasta el año 2000, y
proyecciones futuras hasta el año 2100, según datos de Steinacher et al. (2009) y cálculos de Pelejero et al. (2010). La nube de
puntos grises contiene los valores de pH del agua superficial en la última década (promedio de los primeros 50 m de profundidad
de todos los océanos), mostrando el grado de heterogeneidad espacial que presenta este parámetro químico del agua del mar.
Figuras adaptadas de Pelejero et al. (2010).
To separate the anthropogenic CO2 signal from the natural variability in
DIC. This requires the removal of
i)
the change in DIC that incurred since the water left the surface
ocean due to remineralization of organic matter and dissolution of
CaCO3 (DDICbio), and
ii)
a concentration, DICsfc-pi , that reflects the DIC content a water
parcel had at the outcrop in pre-industrial times, the equilibrium
concentration plus any disequilibrium
Thus,
DCant = DIC - DDICbio - DICsfc-pi = DIC – DDICbio – DIC280 - DDICdis
Assumptions:
•natural carbon cycle has remained in steady-state
Inventory of CANT for year 1994 = 110 ± 13 Pg C
15% area
25% inventorio
Indian Ocean
Pacific Ocean
20.3  3 Pg
44.5  5 Pg
Atlantic Ocean
44.8  6 Pg
(Sabine et al, Science 2004)