O sistema de fluxo que coletou dados para o estudo agora está sendo usado em um novo navio de pesquisa, o RRS Sir David Attenborough. Esta imagem mostra o sistema de fluxo de CO2 no RRS Sir David Attenborough durante um cruzeiro de pesquisa na Antártida em 2024. Crédito: Tom Bell/PML
Pesquisadores descobriram que a capacidade do Oceano Antártico de absorver CO2 é 25% maior do que as estimativas anteriores sugeriam.
As medições diretas entre o ar e o mar indicam que os modelos anteriores subestimaram o CO2 aceitação, destacando a necessidade de avaliações climáticas mais precisas.
Técnicas de medição aprimoradas revelam maior CO2 Absorção
Uma nova pesquisa liderada pela Universidade de East Anglia (UEA) e pelo Laboratório Marinho de Plymouth (PML) descobriu que o Oceano Antártico absorve mais dióxido de carbono (CO2) do que se pensava anteriormente.
Usando medições diretas de CO2 trocas, ou fluxos, entre o ar e o mar, os cientistas descobriram que o oceano ao redor da Antártida absorve 25% mais CO2 do que estimativas indiretas anteriores baseadas em dados de bordo sugeriram.
Discrepâncias no CO anterior2 Estimativas de afundamento
O Oceano Antártico desempenha um papel importante na absorção de CO2 emitido por atividades humanas, um processo vital para controlar o clima da Terra. No entanto, há grandes incertezas na magnitude e variabilidade desse fluxo.
Até agora, a estimativa foi feita usando medições de bordo, como as coletadas para o CO2 do Oceano de Superfície.2 Atlas (SOCAT) de navios de pesquisa e drones de vela, dados de flutuadores de perfil implantados no oceano e modelos globais de biogeoquímica oceânica. Essas diferentes abordagens produziram grandes variações nas estimativas.
Avanços em métodos observacionais
Este novo estudo utilizou uma nova técnica chamada covariância de vórtices — com sistemas de fluxo montados nos mastros dianteiros dos navios — para medir diretamente o CO2 ar-mar.2 fluxos durante sete cruzeiros de pesquisa na região.
Os resultados — publicados na revista Avanços da Ciência — mostram que o Oceano Antártico de verão provavelmente será um forte CO2 afundar, desafiando as estimativas muito mais fracas baseadas em dados de flutuação e simulações de modelos, que os autores dizem que “subestimam substancialmente” o CO observado2 absorção.
Os autores argumentam que esta diferença pode ser explicada considerando as variações de temperatura na parte superior do oceano e uma resolução limitada, por exemplo, a média em uma escala de tempo muito longa ou a amostragem em um intervalo muito grande, acrescentando que os modelos atuais e os dados de flutuação não levam em conta pequenas e intensas emissões de CO2 eventos de captação.
Implicações de novas descobertas para modelos climáticos
O autor principal, Dr. Yuanxu Dong, do Centro de Ciências Oceânicas e Atmosféricas (COAS) e PML da UEA, está atualmente no GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, financiado por uma bolsa da Humboldt Foundation. Ele disse: “Esta é a primeira vez que um grande número de CO2 direto ar-mar2 observações de fluxo foram usadas para avaliar produtos de fluxo existentes no Oceano Antártico. Nossas descobertas fornecem evidências observacionais diretas de que este oceano pode absorver mais CO2 do que anteriormente reconhecido.
“Quantificação precisa do CO do Oceano Antártico2 sumidouro é essencial para a avaliação do clima da Terra. No entanto, é a região mais incerta quanto à estimativa de seu CO2 capacidade de dissipação.
“Nosso estudo reduz essa incerteza e melhora a compreensão do CO do Oceano Antártico2 absorção, e recomendamos que estimativas futuras incluam ajustes de temperatura e reconstrução e modelagem de maior resolução.”
Direções futuras e melhorias em técnicas de medição
A equipe, que também incluiu cientistas dos Institutos Alfred Wegener e Max Planck na Alemanha, do Instituto Marinho de Flandres na Bélgica e da Universidade do Havaí nos EUA, investigou inconsistências no CO existente2 estimativas de fluxo e, em seguida, usou as observações de fluxo de covariância turbulenta para avaliar os diferentes conjuntos de dados.
Os dados do cruzeiro cobriram aproximadamente 3300 horas — cerca de 175 dias — de medições no verão antártico de 2019 e 2020, definido como novembro a abril no estudo, sobre uma área de zonas frontais altamente dinâmicas. As medições foram feitas de hora em hora, em comparação, por exemplo, a aproximadamente a cada 10 dias para aquelas de flutuadores.
O Dr. Mingxi Yang, coautor do estudo e oceanógrafo químico da PML, disse: “O Oceano Antártico é um importante sumidouro de CO2, mas as magnitudes e as localizações desta absorção oceânica são incertas. O sistema de covariância de vórtices autônomo e de alta frequência da PML aumentou significativamente o número de CO2 direto ar-mar2 medições de fluxo nesta região.
“Este artigo oferece a primeira comparação entre o CO direto2 medições de fluxo e estimativas de produtos de dados grosseiros e modelos globais em uma grande escala espacial/temporal. Ajudou a validar estes e lançar luz sobre maneiras de melhorá-los.”
Desafios e oportunidades na expansão do CO2 Observações de fluxo
A falta de dados de inverno é um problema geral com navios por causa da dificuldade de acesso à região naquela época, que os flutuadores abordam parcialmente. Reconhecendo que seus dados de cruzeiro cobrem apenas algumas partes do Oceano Antártico no verão, os autores dizem que esforços contínuos em direção a observações de alta qualidade são essenciais para melhorar as estimativas de CO ar-mar2 fluxos.
Isso pode incluir uma expansão de medições para mais navios e a implantação adicional de bóias e drones de vela, particularmente na temporada de inverno. Observações adicionais no inverno por plataformas autônomas também podem ajudar a preencher a lacuna de dados sazonais.
O Prof. Tom Bell, coautor e biogeoquímico oceano-atmosfera da PML, acrescentou: “Recentemente, mudamos nosso sistema de fluxo para o novo quebra-gelo, o RRS Senhor David Attenboroughe coletamos o primeiro conjunto de medições de fluxo durante um cruzeiro de pesquisa no Mar de Weddell no início deste ano. Nosso objetivo é continuar este trabalho valioso nos próximos anos, o que é essencial para monitorar o clima atual e prever mudanças futuras.”
Conclusão e apelo à ação
Os pesquisadores também alertam que a quantidade de CO2 na superfície do oceano a bordo dos navios2 medições diminuíram drasticamente nos últimos anos, em parte devido à pandemia de COVID, mas também a menos financiamento. O número de conjuntos de dados anuais no SOCAT, por exemplo, diminuiu 35% de 2017 a 2021 – e 40% para o Oceano Antártico.
A Dra. Dorothee Bakker, da COAS da UEA e presidente da SOCAT, disse: “Há uma necessidade real de financiamento sustentado e expandido para o CO da superfície do oceano2 medições e sua síntese SOCAT, a fim de restringir o CO do Oceano Antártico2 absorção, para apoiar a iniciativa de monitoramento Global Greenhouse Gas Watch da Organização Meteorológica Mundial e para informar a política climática.”
O trabalho foi apoiado pelo financiamento do China Scholarship Council, do Natural Environment Research Council (NERC) do Reino Unido e do Agência Espacial Europeia.
