Verdenshavene tar opp omtrent 26% av dagens CO2-utslipp, og demper derfor både økningen av CO2-konsentrasjonen i atmosfæren og klimaendringer. Samtidig vil den globale oppvarmingen forandre havets evne til å ta opp CO2.
- Mange forskere forventer at denne oppvarmingen vil dempe det fremtidige CO2-opptak i havet. Da vil havets formildende effekt bli redusert, og vi kan tvert i mot se en akselerering av klimaendringene. Derfor har det stor betydning at vi forstår og forutser hvordan klimaendringer virker på havets opptak, sier Nadine Goris, forsker ved Uni Research og Bjerknessenteret.
Hun har sammen med flere forskere i SNACS-prosjektet, gjennomført to eksperimenter med jordsystemmodellen BCM-C, det vil si Bergen Climate Model som inkluderer karbonsyklusen.
Nord-Atlanteren følsom for klimaendringer
Et av de viktigste områdene i verdenshavene når det gjelder CO2 opptak og -lagring, er Nord-Atlanteren. Samtidig kommer det fram i flere studier i den siste rapporten fra FNs klimapanel at CO2-opptakene i Nord-Atlanteren også er de mest følsomme for klimaendringer. Hvorfor Nord-Atlanteren er så følsom for klimaendringer er fremdeles under debatt. Som et bidrag i denne debatten, gjennomførte Goris og kollegaene de to modelleksperimentene.
– I begge eksperimenter benytter vi først observerte CO2-utslipp for årene 1850-2005 og etterpå forventede CO2-utslipp for årene 2006-2099. Men i vårt første eksperiment utelater vi klimaeffekten av CO2. På denne måten kan vi isolere effekten av klimaendringer på havets opptaket av CO2. Effekten blir representert som forskjellen mellom eksperimentene, forklarer Goris.
I simuleringene fører klimaendringer til en langsommere havsirkulasjonen og mindre biologisk produksjon. Begge disse prosessene har en påvirkning på variablene oppløst uorganisk karbon og alkalitet, noe som igjen påvirker partialtrykket av CO2 og dermed CO2-opptaket.
I blått: Endringer i den kjemiske fordelingen av pCO2 i havet som følge av klimaendringer. Simulerte resultat til venstre og modifiserte resultat der den biologiske produksjonen er fem prosent mindre til høyre. Se hele figuren lengre nede i saken.
Kakediagrammene viser ulike prosesser og opphav til endringene: biologisk produksjon i grønt, havsirkulasjon i blått og CO2-opptak i rødt. Endringer i pCO2 blir kalkulert ved å trekke bidragene fra havsirkulasjon og CO2 opptak fra den biologisk produksjonen. Infografikk: Nadine Goris
Mange prosesser forvansker regnestykket
For å vite effekten av klimaendringer for havets opptak av CO2 må vi kjenne alle de individuelle prosessene rundt havets karbonopptak. Det er summen av effektene som vil si om vi får et økt eller et redusert opptak av karbondioksid på grunn av global oppvarming. I modelleksperimentet fører summen over alle relevante prosesser til et redusert opptak på omtrent 45 milliarder tonn CO2.
Likevel viser analysene av individuelle prosesser tydelig at bidragene fra de enkelte prosesser er mye større (i både positiv og negativ retning, se bilde). Det betyr at klimaendringene ville ført til et økt CO2-opptak hvis for eksempel den biologiske produksjonen bare hadde vært 5% mindre.
– Dessverre har vi bare en begrenset forståelse av den biologiske produksjonen i havet, og det er sannsynlig at modellert biologisk produksjon har en usikkerhet på mer enn 5%, sier Goris.
– Vår analyse av begge eksperimentene viser at det ikke er mulig å gi et klart svar på spørsmålet om klimaendringene kommer til å redusere fremtidens CO2-opptaket i Nord-Atlanteren. Usikkerheten skyldes det faktum at klimaendringene utløser en sekvens av ulike prosesser, som alle samhandler med hverandre og forskjellene mellom deres konsekvenser er delvis bare små. For bedre kunnskap om framtidig CO2-opptak i verdenshavene må vi forbedre representasjonen av noe prosessene i vår modell som, for eksempel biologisk produksjon.
Referanse:
Goris, N., J. Tjiputra, J. Schwinger, and C. Heinze (2015), Responses of carbon uptake and oceanic pCO2 to climate change in the North Atlantic: A model study with the Bergen Earth System Model, Global Biogeochem. Cycles, 29, doi:10.1002/2015GB005109.
On this story in Nature Climate Change