加利福尼亚州MOSS LANDING - MBARI研究人员最近测量了从包括硅谷在内的城市和农业区向海洋吹出的高浓度二氧化碳。在PLOS ONE的一篇新论文中，他们计算出这个以前未记录的过程可以将溶解到沿海海域的二氧化碳量增加约20%。
研究人员估计，这一过程每年可向海洋增加2500万吨二氧化碳，这将占海洋每年二氧化碳总摄入量的约1%。目前，由于化石燃料的燃烧，这种影响目前尚未计入二氧化碳进入海洋的数量。
人类在过去200年中释放的二氧化碳中只有不到一半存在于大气中。其余部分被海洋和陆地生态系统以几乎相等的比例吸收。二氧化碳在任何特定区域进入海洋的速度取决于许多因素，包括风速，水温以及地表水和海面上方空气中二氧化碳的相对浓度。
自1993年以来，MBARI一直在测量蒙特利湾的空气和海水中的二氧化碳浓度。但直到2017年，研究人员才开始仔细研究从海面机器人收集的大气数据。“我们的一名暑期实习生Diego Sancho-Gallegos分析了我们研究停泊处的大气二氧化碳数据，发现水平高于预期，”MBARI生物海洋学家Francisco Chavez解释说。
查韦斯继续说道，“如果这些测量是在船上进行的，研究人员会认为额外的二氧化碳来自船舶的发动机排气系统并会打折扣。但我们的系泊和地面机器人不会向大气中释放二氧化碳“。
在2018年初，MBARI研究助理Devon Northcott开始研究数据集，分析蒙特利湾空气中的每小时二氧化碳浓度。他注意到另一个惊人的模式 - 二氧化碳浓度在清晨达到顶峰。
虽然大气科学家此前已经注意到一些城市和农业区的二氧化碳浓度早晨达到峰值，但这是第一次在海水上测量这些高峰。这一发现还与一个共同的科学假设相矛盾，即海洋区域的二氧化碳浓度随时间或空间变化不大。
Northcott能够利用一种名为Wave Glider的机器人水面舰船进行测量来追踪这些额外二氧化碳的来源，该船在蒙特利湾来回穿梭，每次测量空气和海洋中的二氧化碳数周。
“因为我们在海湾周围的许多不同位置都有来自Wave Glider的测量值，”Northcott解释说，“我可以使用Wave Glider的位置以及风的速度和方向来对二氧化碳来自的方向进行三角测量。”
数据显示了二氧化碳早晨高峰的两个主要来源 - 萨利纳斯和圣克拉拉山谷。萨利纳斯山谷是加利福尼亚州最大的农业区之一，许多植物在夜间释放二氧化碳，这可以解释为什么这个地区的空气中会有更多的二氧化碳。圣克拉拉谷[又名硅谷]是一个密集的城市区域，清晨的微风和其他大气条件可以集中汽车和工厂释放的二氧化碳。
典型的早晨微风直接从萨利纳斯山谷吹过蒙特利湾。早晨的微风也从圣克拉拉山谷向南，然后向西穿过山脉(赫克尔山口)的空隙，然后穿过蒙特利湾。
“我们有证据表明二氧化碳来自城市地区，”诺斯科特解释道。“但是，当我们查看科学文献时，没有任何关于来自城市地区的空气影响沿海海洋。人们已经考虑过这个，但没有人曾经系统地测量过它。”
研究人员认为这篇论文不是一句话，而是作为其他科学家的“警钟”。“这带来了很多我们希望其他研究人员会研究的问题，”查韦斯说。“首先也是最重要的事情之一就是对其他沿海地区的大气和海洋中的二氧化碳进行详细测量。我们需要知道这是否是一个全球现象。我们还想让大气模拟社区参与其中。 “
“我们估计这可能会使进入沿海水域的二氧化碳量增加约20%，”查韦斯说。“这可能会对这些地区的海水酸度产生影响。不幸的是，我们没有任何好办法来衡量酸度的增加，因为二氧化碳需要时间进入海洋，而且沿海水域的二氧化碳浓度变化很大。 “
他补充说：“这种城市空气中必然存在影响沿海海洋的其他污染物。”
“这是另一个案例，来自MBARI的自动机器人和传感器的数据使我们获得了新的和意想不到的发现，”查韦斯说。“希望其他科学家能够看到这些结果，并希望知道这是否发生在他们自己的后院。”
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