Введение к работе
Актуальность исследования. С середины прошлого столетия и по настоящее время наблюдается рост содержания углекислого газа в атмосфере, обусловленный индустриальной деятельностью человека (сжигание ископаемого топлива, вырубка лесов). За данный период парциальное давление углекислого газа в воздухе увеличилось от 268 + 13 мкатм до приблизительно 350 мкатм (Северная часть Тихого океана, 1991 г.) и продолжает возрастать в среднем на 1.5 мкатм/год.
Углекислый газ в атмосфере активно поглощает инфракрасную часть солнечной радиации и, следовательно, увеличение COz должно сопровождаться возрастанием температуры в воздухе.
При растворении углекислого газа в морской воде повышается содержание общего неорганического углерода и понижается рН. Эти изменения влияют на химические и биохимические процессы в морской воде: синтез и деструкцию органического вещества, растворение карбоната кальция.
В настоящее время не существует различий в мнениях среди океанологов и геохимиков относительно того, является или нет океан стоком для избыточного С02. Главная неопределенность - это количество углекислого газа, которое может поглотить океан в течение ближайших десятилетий, что позволит предсказать дальнейшее увеличение С02 в атмосфере и оценить возможные климатические изменения.
Северо - западная часть Тихого океана, включая окраинные моря, -район, где происходит значительная трансформация характеристик промежуточного слоя. Данные по распределению избыточного С02 в
4 промежуточных водах, также как данные по другим трассерам (фреоны, тритий), служат источником информации об океанической циркуляции и перемешивании в этом слое.
Цель данной работы. Цель данной работы- оценка изменений карбонатных параметров морской воды в северо - западной части Тихого океана, как результат увеличения содержания углекислого газа в атмосфере.
Для достижения цели исследования были решены следующие задачи:
-
Проведен анализ зависимостей между концентрациями карбонатных параметров и температурой в поверхностном слое морской воды северо -западной части Тихого океана и определены зоны стока и источники поступления углекислого газа в атмосферу.
-
Рассчитаны концентрации избыточного 0( в различных структурных зонах северо- западной части Тихого океана, включая Берингово море. Проведено сравнение между распределением избыточного СОг, фреонами и тритием.
3. Исследованы вертикальные распределения гидрохимических
параметров и избыточного С02 в Японском море.
Научная новизна. В работе получены следующие новые результаты:
а) Установлена закономерность изменения карбонатной системы
поверхностных и промежуточных вод северо - западной части Тихого
океана, обусловленная ростом углекислого газа в атмосфере.
б) Выделен поток избыточного СОг в общем потоке углекислого газа
между океаном и атмосферой.
в) Показана пространственная изменчивость содержания избыточного
С02 в северо - западной части Тихого океана. Установлено наличие
5 линейной зависимости между соленостью, концентрациями избыточного ССЬ и фреонов для промежуточного слоя вод.
г) Найдены изменения концентраций растворенного кислорода, неорганического фосфора и общей щелочности в придонных водах Японского моря за период с 1950 по 1995 гг.
Практическая значимость работы. Представленные в работе количественные оценки изменений карбонатных параметров в северо -западной части Тихого океана и Японском море, методы анализа и расчета этих изменений могут быть использованы:
для прогноза роста концентраций общего неорганического углерода и понижения рН морской воды в связи с продолжающимся увеличением парциального давления СОг в атмосфере;
при расчетах поглощения и трансформации избыточного СОг в морской воде;
для оценки правильности измерений карбонатных параметров;
при проведении временных осреднений данных многолетних
определений рН и общего неорганического углерода в морской воде.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 6 статей, тезисы докладов 4 конференций.
Результаты исследований, представленные в диссертации, докладывались на международной конференции по Японскому морю CREAMS (Владивосток,1996), на ежегодных научных конференциях в ТОЙ ДВО РАН в 1996 и 1997 гг.
Структура и обьем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы. Общий обьем диссертации составляет 113 страниц, включая 35 рисунков и 5 таблиц. Список литературы включает 85 источников.
Фактический материал. Данная работа выполнялась в рамках международного проекта "Объединенное изучение глобальных океанических
потоков" (JGOFS). В работе использованы результаты следующих научных экспедиций: российско - канадская экспедиция в северо - западную часть Тихого океана (19 рейс НИС "Академик А.Виноградов", апрель - август 1991г.}; российско - тайваньская экспедиция в Японское море (рейс 23-1 НИС "Академик А.Виноградов", июль-август 1992 года); российско -канадская экспедиция в северо - западную часть Тихого океана (рейс 23-2 НИС "Академик А.Виноградов", август - сентябрь 1992 года); экспедиция НИСП "Прилив -60 " а северную часть Тихого океана (апрель - май 1993г); российско - канадская экспедиция в Охотское море (25 рейс НИС "Академик А.Несмеянов", август - сентябрь 1993 г.); российско -американская экспедиция в Японское и Охотское моря (25 рейс НИС "Академик Лаврентьев", апрель - июнь 1995).
Автор благодарит сотрудников лаборатории Исследования процессов
минералообразования в океане ТОЙ ДВО РАН Волкову Т.И., Павлову Г.Ю.,
К.Х.Н. Тищенко П.Я., Чичкина Р.В., участвовавших в получении
экспедиционных данных по карбонатной системе и
хлорофтороуглеаодородам в морской воде под руководством зав. лабораторией к.х.н. Бычкова А.С, за поддержку в написании диссертации.
