近日，依託海洋一所的自然資源部海洋環境科學與數值模擬重點實驗室在全球海洋碳匯季節至年代際時空演變特徵及其影響因素研究上取得新進展。
海洋在全球碳迴圈中發揮著極其重要的作用。它每年吸收大約30%的人為活動排放到大氣中的二氧化碳（CO2），並且海洋碳儲週期可達數千年。然而，這一重要的全球碳匯在不同時間尺度上具有顯著的時空差異，並且其時空演變特徵及其影響因素並不明確。本研究基於MPI-SOMFFN的全球海洋CO2通量產品，利用自適應資料分析方法分析了近30年海氣CO2通量在季節、年際到年代際的時空演變過程。研究結果對於瞭解海洋碳匯時空演變特徵及其機理、應對全球氣候變化等具有重要意義。
研究發現全球海洋碳匯中佔主導的兩個時間分量是可調製年迴圈和年代際振盪，這兩個分量分別佔總變化的46%和25%。其中季節性差異雖然整體是由南大洋主導，但在南北半球中緯度地區呈現季節性差異增強的趨勢，表現出夏季平穩，冬季碳匯呈線性（北半球）和非線性（南半球）增強的特徵。南北半球中緯度季節性差異在1982-2019年間增強幅度約為 1.0 PgC。在年代際時間尺度上，不同於海洋碳匯減弱（1990s）和海洋碳匯增強（2000s）時期南大洋的主導作用，最近十年（2010s）海洋碳匯的緩慢增強主要是由赤道太平洋碳源效應減弱所致。因此，在最近十年中赤道太平洋已替代南大洋成為海洋碳匯的主要貢獻者。
研究結果表明海洋碳匯在季節性差異中應充分考慮南北半球中緯度的貢獻，在年代際時間尺度上應考慮赤道太平洋的作用及其對極地的遙相關作用。海洋負排放潛力巨大，是當前緩解氣候變暖的最具雙贏性的途徑。本研究成果將為服務碳中和目標提供參考。
海洋一所張敏副研究員為論文第一作者，喬方利研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金創新研究群體專案、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金專案等的支援。
圖1. 海氣CO2通量時間序列及季節性差異（單位：PgC/年）
圖2. 不同海域海氣CO2通量的年代際差異
