Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc trưng hóa động lực trao đổi CO2 giữa không khí và biển trong mùa đông ở vùng nước ven biển ngoài hệ thống cửa sông Hugli-Matla thuộc phía Bắc Vịnh Bengal, Ấn Độ
Tóm tắt
Sự phân bố của độ phụ thuộc của CO2 ($$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$) và trao đổi CO2 giữa không khí và biển đã được nghiên cứu toàn diện trong khu vực cửa sông ngoài khơi đến vùng nước nông (nằm gần rừng ngập mặn Sundarban) với diện tích khoảng 2.000 km2 ở Bắc Vịnh Bengal trong mùa đông. Tổng cộng có mười khảo sát lấy mẫu được thực hiện từ ngày 1 tháng 12 năm 2011 đến ngày 21 tháng 2 năm 2012. Các biến số lý hóa như nhiệt độ bề mặt biển (SST), độ mặn, pH, độ kiềm tổng (TAlk), carbon vô cơ hòa tan (DIC) và chlorophyll-a in vivo cùng với các biến số khí quyển đã được đo để nghiên cứu vai trò của chúng trong việc điều chỉnh dòng chảy CO2. Độ phụ thuộc của nước bề mặt $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ dao động từ 111 đến 459 μatm, có sự tương quan đáng kể với SST (r = 0.71, p < 0.001, n = 62). Cả DIC và TAlk đều không cho thấy mối quan hệ đường thẳng nào với độ mặn thay đổi trong khu vực pha trộn cửa sông, cho thấy sự hiện diện đáng kể của độ kiềm phi carbonat. Một kiểm soát sinh học tổng thể đối với sự phân bố $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ trên bề mặt đã được thiết lập trong suốt nghiên cứu, mặc dù không phát hiện mối tương quan đáng kể nào giữa chlorophyll-a và $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ (nước). Vùng nước nông được nghiên cứu chủ yếu bị thiếu hụt CO2 và đóng vai trò như một bể chứa CO2 khí quyển. Sự khác biệt giữa nước bề mặt và $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ khí quyển ($$ \Updelta f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$) dao động từ -274 đến 69 μatm, với dòng chảy ra biển trung bình là -10.5 ± 12.6 μmol m−2 h−1. $$ \Updelta f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ và do đó, trao đổi CO2 giữa không khí và biển chủ yếu được điều chỉnh bởi sự biến đổi của $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ bề mặt biển, do $$ f_{{{\text{CO}}_{ 2} }} $$ khí quyển dao động trong một phạm vi tương đối hẹp là 361.23–399.05 μatm.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Akhand A, Chanda A, Dutta S, Hazra S (2012) Air-water carbon dioxide exchange dynamics along the outer estuarine transition zone of Sundarban, northern Bay of Bengal. India. Indian J Mar Sci 41(2):111–116
Álvarez M, Fernández E, Pérez FF (1999) Air-sea CO2 fluxes in a coastal embayment affected by upwelling: physical versus biological control. Oceanol Acta 22(5):499–515
Andersson AJ, Mackenzie FT (2004) Shallow-water oceans: a source or sink of atmospheric CO2? Front Ecol Environ 2(7):348–353
Benson BB, Krause JR (1984) The concentration and isotopic fractionation of oxygen dissolved in freshwater and seawater in equilibrium with atmosphere. Limnol Oceanogr 29:620–632
Biswas H, Mukhopadhyay SK, De TK, Sen S, Jana TK (2004) Biogenic controls on the air-water carbon dioxide exchange in the Sundarban Mangrove environment, Northeast Coast of Bay of Bengal, India. Limnol Oceanogr 49(1):95–101
Borges AV (2005) Do we have enough pieces of the jigsaw to integrate CO2 fluxes in the coastal ocean? Estuaries 28(1):3–27
Cai WJ, Wang YC (1998) The chemistry, fluxes and sources of carbon dioxide in the estuarine waters of the Satilla and Altamaha Rivers, Georgia. Limnol Oceanogr 43:657–668
Chen CTA (2003) New vs. export production on the continental shelf. Deep-Sea Res II 50:1327–1333
Chen TA, Chen W, Zhai MD (2008) Riverine input and air–sea CO2 exchanges near the Changjiang (Yangtze River) Estuary: status quo and implication on possible future changes in metabolic status. Cont Shelf Res 28:1476–1482
Chou WC, Gong GC, Tseng CM et al (2011) The carbonate system in the east China sea in winter. Mar Chem 123:44–55
Cole CV, Vaidyaraman PP (1966) Salinity distribution and effect of freshwater flows in the Hooghly River. In: Proceedings tenth conference on coastal engineering, Tokyo (American Society of Civil Engineers, New York): 1312–1434
De TK, De M, Das S, Chowdhury C, Ray R, Jana TK (2011) Phytoplankton abundance in relation to cultural eutrophication at the land-ocean boundary of Sunderbans, NE Coast of Bay of Bengal, India. J Environ Stud Sci 1:169–180
DeGrandpre MD, Olbu GJ, Beatty CM, Hammar TR (2002) Air-sea CO2 fluxes on the US middle Atlantic bight. Deep-Sea Res II 49:4355–4367
Ganguly D, De M, Chowdhury C, Pattnaik AA, Sahu BK, Jana TK (2011) Coupled micrometeorological and biological processes on atmospheric CO2 concentrations at the land–ocean boundary, NE coast of India. Atm Env 45:3903–3910
Gattuso JP, Frankignoulle M, Wollast R (1998) Carbon and carbonate metabolism in coastal aquatic ecosystems. Annu Rev Ecol Syst 29:405–433
Gill AE (1982) Atmosphere Ocean Dynamics. Academic, New York
Khoo KH, Ramette RW, Culberson CH, Bates RG (1977) Determination of hydrogen ion concentrations in seawater from 5 to 40°C: standard potentials at salinities from 20 to 45‰. Anal Chem 49(1):29–34
Laruelle GG, Dürr HH, Slomp CP, Borges AV (2010) Evaluation of sinks and sources of CO2 in the global coastal ocean using a spatially-explicit typology of estuaries and continental shelves. Geophys Res Lett 37:L15607. doi:10.1029/2010GL043691
Lewis E, Wallace DWR (1998) Program developed for CO2 system calculations. ORNL/CDIAC – 105. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee
Lewis WK, Whitman WG (1924) Principals of gas absorption. Ind Eng Chem 16:1215–1220
Liss PS, Merlivat L (1986) Air sea gas exchange rates: Introduction and synthesis. In: Buat-Menard P (ed) The role of air sea exchange in geochemical cycling. Reidel, Dordrecht, pp 113–129
Mukhopadhyay SK, Jana TK, De TK, Sen S (2000) Measurement of exchange of CO2 in mangrove forest of Sundarbans using micrometeorological method. Trop Ecol 41(1):95–101
Mukhopadhyay SK, Biswas H, De TK, Sen S, Jana TK (2002) Seasonal effects on the air–water carbon dioxide exchange in the Hooghly estuary, NE coast of Bay of Bengal, India. J Environ Monitor 4:549–552
Mukhopadhyay SK, Biswas H, De TK, Jana TK (2006) Fluxes of nutrients from the tropical River Hooghly at the land–ocean boundary of Sundarbans, NE Coast of Bay of Bengal, India. J Mar Syst 62(2006):9–21
Parsons TR, Maita Y, Lalli CM (1992) A manual of chemical and biological methods for sea water analysis. Pergamon, New York, pp 101–103
Paz M, Gómez-Parra A, Forja J (2009) Seasonal variability of surface fCO2 in the Strait of Gibraltar. Aquat Sci 71(1):55–64
Paz M, Padín XA, Ríos AF, Pérez FF (2010) fCO2 variability in the Loire plume and adjacent shelf waters: high spatio-temporal resolution study using ships of opportunity. Mar Chem 118:108–118
Peng T-H, Takahashi T, Broecker WS, Olafsson J (1987) Seasonal variability of carbon dioxide, nutrients and oxygen in the northern North Atlantic surface water: observation and a model. Tellus 39B(5):439–458
Prasanna Kumar S, Muraleedharan PM, Prasad TG, Gauns M, Ramaiah N, de Souza SN, Sardesai S, Madhupratap M (2002) Why is the Bay of Bengal less productive during summer monsoon compared to the Arabian Sea? Geophys Res Lett 29:2235. doi:10.1029/2002GL016013
Ribas–Ribas M, Gómez-Parra A, Forja JM (2011) Air-sea CO2 fluxes in the north-eastern shelf of the Gulf of Cádiz (southwest Iberian Peninsula). Mar Chem 123:56–66
Sarma VVSS, Kumar NA, Prasad V et al (2011) High CO2 emissions from the tropical Godavari estuary (India) associated with monsoon river discharges. Geophys Res Lett 38:L08601
Sarma VVSS, Viswanadham R, Rao GD et al (2012) Carbon dioxide emissions from Indian monsoonal estuaries. Geophys Res Lett 39:L03602
Schiettecatte LS, Thomas H, Bozec Y, Borges AV (2007) High temporal coverage of carbon dioxide measurements in the Southern Bight of the North Sea. Mar Chem 106(1–2 SPEC. ISS):161–173
Shetye SR, Gouveia AD, Shankar D, Shenoi SSC, Vinayachandran PN, Sundar D, Michael GS, Nampoothiri G (1996) Hydrography and circulation in the western Bay of Bengal during the northeast monsoon. J Geophys Res 101(C6):14011–14025
Smith SV, Hollibaugh JT (1993) Coastal metabolism and the oceanic organic carbon balance. Rev Geophys 31:75–89
Takahashi T, Sutherland SC, Sweeney C et al (2002) Global sea-air CO2 flux based on climatological surface ocean pCO2, and seasonal biological and temperature effects. Deep-Sea Res II 49:1601–1622
Thomas H, Bozec Y, Elkalay K et al (2005) Controls of the surface water partial pressure of CO2 in the North Sea. Biogeosciences 2(4):323–334
UNESCO (1988) River inputs to the ocean systems: status and recommendations for research. UNESCO Technical papers in Marine Science, No. 55, Final Report of the SCOR Working group 46, Paris
Venkateswaran SV (1956) On evaporation from the Indian Ocean. Indian J Meteorol Geophys 7:265–284
Wanninkhof R (1992) Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean. J Geophys Res 97(C5):7373–7382
Weiss RF (1974) Carbon dioxide in water and seawater: the solubility of non-ideal gas. Mar Chem 2:203–215
Zhai W, Dai M (2009) On the seasonal variation of air–sea CO2 fluxes in the outer Changjiang (Yangtze River) Estuary, East China Sea. Mar Chem 117:2–10
Zhai W, Dai M, Cai WJ et al (2005) The partial pressure of carbon dioxide and air–sea fluxes in the northern South China Sea in spring, summer and autumn. Mar Chem 96:87–97
Zhai W, Dai M, Guo X (2007) Carbonate system and CO2 degassing fluxes in the inner estuary of Changjiang (Yangtze) River, China. Mar Chem 107:342–356