Wärme- und Kohlenstoffaufnahme der Ozeane

Der Ozean hat die überwältigende Mehrheit der durch Treibhausgase eingeschlossenen Wärme und etwa ein Viertel der menschlichen Kohlenstoffemissionen absorbiert, wodurch das Klima abgefedert wird, allerdings auf Kosten der Erwärmung, Versauerung und des Anstiegs des Meeresspiegels.

Definition

Die Wärme- und Kohlenstoffaufnahme der Ozeane ist die Absorption und Speicherung von überschüssiger Wärme aus dem verstärkten Treibhauseffekt und von Kohlendioxid, das durch menschliche Aktivitäten emittiert wird, durch den Ozean, was zusammen die Geschwindigkeit des Klimawandels moderiert.

Scope

Dieses Thema behandelt die Speicherung von Wärme im Ozean und die Messung des ozeanischen Wärmegehalts, den Luft-Meer-Austausch und die interne Speicherung von anthropogenem Kohlendioxid, die physikalischen und biologischen Prozesse, die Wärme und Kohlenstoff in die Tiefsee transportieren, sowie die Implikationen und Grenzen des Ozeans als Klimapuffer.

Core questions

• Wie viel der überschüssigen Wärme des Planeten und der menschlichen Kohlenstoffemissionen absorbiert der Ozean?
• Welche Prozesse transportieren Wärme und Kohlenstoff von der Oberfläche in die Tiefsee?
• Wie werden der ozeanische Wärmegehalt und die Kohlenstoffsenke gemessen und verfolgt?
• Welche Konsequenzen und Grenzen hat die Rolle des Ozeans als Klimapuffer?

Key theories

Der Ozean als dominantes Wärmereservoir

Da Wasser eine große Wärmekapazität hat und der Ozean riesig ist, speichert er den größten Teil der dem Klimasystem zugeführten Energie, sodass der ozeanische Wärmegehalt das zuverlässigste Maß für die globale Erwärmung ist.

Die ozeanische Kohlenstoffsenke

Der Luft-Meer-Austausch und die Zirkulation transportieren einen erheblichen Teil des anthropogenen Kohlendioxids in das Innere des Ozeans, eine Senke, die durch beckenweite Kohlenstoffuntersuchungen quantifiziert wird.

Mechanisms

Wärme und Kohlendioxid gelangen an der Oberfläche in den Ozean und werden durch Mischung, Subduktion von Oberflächenwasser und die Umwälzzirkulation ins Innere transportiert, während die biologische Pumpe zur Kohlenstoffspeicherung beiträgt. Die große Wärmekapazität und das Volumen des Ozeans ermöglichen es ihm, den größten Teil der überschüssigen Energie des Klimasystems zu absorbieren, aber die Aufnahme verlangsamt sich, wenn sich die Oberflächengewässer erwärmen und mit Kohlenstoff sättigen.

Clinical relevance

Die Wärme- und Kohlenstoffaufnahme der Ozeane bestimmt das Tempo der Oberflächenerwärmung und die Größe des atmosphärischen Anteils der Emissionen; sie treiben auch die Erwärmung, Versauerung, Deoxygenierung und den thermischen Meeresspiegelanstieg der Ozeane voran, wodurch ihre Überwachung für die Verfolgung und Projektion des Klimawandels von zentraler Bedeutung ist.

History

Revelle und Suess zeigten 1957, dass der Ozean Kohlendioxid aufnimmt, aber langsamer, als sein Volumen allein vermuten lässt; seitdem haben kontinuierliche Beobachtungen, die globale Kohlenstoffuntersuchung, die 2004 von Sabine und Kollegen synthetisiert wurde, und das Argo-Float-Array die Wärme- und Kohlenstoffaufnahme des Ozeans mit wachsender Präzision quantifiziert.

Key figures

• Roger Revelle
• Christopher Sabine
• Nicolas Gruber

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• sabine2004

Frequently asked questions

Wie viel der globalen Erwärmungswärme absorbiert der Ozean?

Der Ozean hat den Großteil der im Klimasystem eingeschlossenen überschüssigen Wärme aufgenommen, weit mehr als die Atmosphäre oder das Land, weshalb der ozeanische Wärmegehalt ein Schlüsselindikator für die globale Erwärmung ist.

Wird der Ozean auf unbestimmte Zeit weiterhin Kohlendioxid absorbieren?

Der Ozean absorbiert weiterhin Kohlenstoff, aber seine Effizienz nimmt ab, wenn sich die Oberflächengewässer erwärmen und ihre Chemie gesättigter wird, sodass nicht davon ausgegangen werden kann, dass er mit steigenden Emissionen Schritt halten kann.