การดูดซับความร้อนและคาร์บอนของมหาสมุทร

มหาสมุทรได้ดูดซับความร้อนส่วนใหญ่ที่ถูกกักเก็บโดยก๊าซเรือนกระจก และประมาณหนึ่งในสี่ของการปล่อยคาร์บอนจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งเป็นการช่วยปรับสมดุลสภาพภูมิอากาศ แต่ก็ต้องแลกมาด้วยการที่มหาสมุทรอุ่นขึ้น เป็นกรดมากขึ้น และระดับน้ำทะเลสูงขึ้น

Definition

การดูดซับความร้อนและคาร์บอนของมหาสมุทร คือการที่มหาสมุทรดูดซับและกักเก็บความร้อนส่วนเกินจากการเพิ่มขึ้นของปรากฏการณ์เรือนกระจก และคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจากกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งทั้งหมดนี้ช่วยชะลออัตราการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการกักเก็บความร้อนของมหาสมุทรและการวัดปริมาณความร้อนในมหาสมุทร การแลกเปลี่ยนระหว่างอากาศกับทะเลและการกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ภายในมหาสมุทร กระบวนการทางกายภาพและชีวภาพที่ดึงความร้อนและคาร์บอนลงสู่มหาสมุทรลึก รวมถึงผลกระทบและข้อจำกัดของมหาสมุทรในฐานะตัวกันชนสภาพภูมิอากาศ

Core questions

• มหาสมุทรดูดซับความร้อนส่วนเกินของโลกและการปล่อยคาร์บอนจากมนุษย์ไปมากน้อยเพียงใด?
• กระบวนการใดบ้างที่นำพาความร้อนและคาร์บอนจากผิวน้ำลงสู่มหาสมุทรลึก?
• มีการวัดและติดตามปริมาณความร้อนในมหาสมุทรและแหล่งกักเก็บคาร์บอนอย่างไร?
• ผลกระทบและข้อจำกัดของบทบาทของมหาสมุทรในฐานะตัวกันชนสภาพภูมิอากาศมีอะไรบ้าง?

Key theories

มหาสมุทรในฐานะแหล่งกักเก็บความร้อนหลัก

เนื่องจากน้ำมีความจุความร้อนสูงและมหาสมุทรมีขนาดใหญ่มาก จึงกักเก็บพลังงานส่วนใหญ่ที่เพิ่มเข้ามาในระบบภูมิอากาศ ดังนั้นปริมาณความร้อนในมหาสมุทรจึงเป็นมาตรวัดที่น่าเชื่อถือที่สุดของการภาวะโลกร้อน

แหล่งกักเก็บคาร์บอนในมหาสมุทร

การแลกเปลี่ยนระหว่างอากาศกับทะเลและการไหลเวียนนำพาคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์จำนวนมากเข้าสู่ภายในมหาสมุทร ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บที่ถูกวัดปริมาณโดยการสำรวจคาร์บอนในระดับแอ่งมหาสมุทร

Mechanisms

ความร้อนและคาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่มหาสมุทรที่ผิวน้ำและถูกพาเข้าสู่ภายในโดยการผสม การจมตัวของน้ำผิวดิน และการไหลเวียนแบบพลิกกลับ ในขณะที่ปั๊มชีวภาพ (biological pump) ช่วยเพิ่มการกักเก็บคาร์บอน ความจุความร้อนและปริมาตรที่มากของมหาสมุทรทำให้สามารถดูดซับพลังงานส่วนเกินส่วนใหญ่ของระบบภูมิอากาศได้ แต่การดูดซับจะช้าลงเมื่อน้ำผิวดินอุ่นขึ้นและอิ่มตัวด้วยคาร์บอน

Clinical relevance

การดูดซับความร้อนและคาร์บอนของมหาสมุทรเป็นตัวกำหนดอัตราการอุ่นขึ้นของผิวน้ำและขนาดของสัดส่วนการปล่อยก๊าซที่คงอยู่ในบรรยากาศ นอกจากนี้ยังเป็นตัวขับเคลื่อนการอุ่นขึ้นของมหาสมุทร การเป็นกรด การลดลงของออกซิเจน และการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเลจากความร้อน ทำให้การติดตามสิ่งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการติดตามและคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

History

Revelle และ Suess ได้แสดงให้เห็นในปี 1957 ว่ามหาสมุทรดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้แต่ช้ากว่าที่ปริมาตรของมันเพียงอย่างเดียวจะบ่งชี้ การสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่อง การสำรวจคาร์บอนทั่วโลกที่สังเคราะห์โดย Sabine และคณะในปี 2004 และเครือข่ายทุ่น Argo ได้ช่วยวัดปริมาณการดูดซับความร้อนและคาร์บอนของมหาสมุทรด้วยความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นตั้งแต่นั้นมา

Key figures

• Roger Revelle
• Christopher Sabine
• Nicolas Gruber

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• sabine2004

Frequently asked questions

มหาสมุทรดูดซับความร้อนจากการภาวะโลกร้อนไปมากน้อยเพียงใด?

มหาสมุทรได้ดูดซับความร้อนส่วนเกินส่วนใหญ่ที่ถูกกักเก็บในระบบภูมิอากาศ ซึ่งมากกว่าบรรยากาศหรือพื้นดินมาก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมปริมาณความร้อนในมหาสมุทรจึงเป็นตัวบ่งชี้สำคัญของการภาวะโลกร้อน

มหาสมุทรจะยังคงดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ไปเรื่อยๆ อย่างไม่มีกำหนดหรือไม่?

มหาสมุทรยังคงดูดซับคาร์บอน แต่ประสิทธิภาพของมันลดลงเมื่อน้ำผิวดินอุ่นขึ้นและองค์ประกอบทางเคมีของมันอิ่มตัวมากขึ้น ดังนั้นจึงไม่สามารถพึ่งพามหาสมุทรให้ดูดซับคาร์บอนได้ทันกับการปล่อยก๊าซที่เพิ่มขึ้น