|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oceany
Dowiedz się więcej! |
Wymiana gazów w systemie ocean-atmosfera
Gazy przenikają zarówno z oceanu do atmosfery, jak też z atmosfery do oceanu. Najważniejszymi czynnikami, które regulują wielkość tej wymiany są różnica w zawartości danego gazu między powietrzem a oceanem oraz prędkość wiatru. Nie znamy obecnie wszystkich czynników, które wpływają na uwalnianie gazów do atmosfery. Każda nowa informacja pozwoli nam lepiej określić znaczenie wymiany gazowej pomiędzy oceanem a atmosferą dla klimatu Ziemi i dla jakości powietrza, którym oddychamy. |
|
|
|
|
|
Wpływ dwutlenku węgla (CO2) na klimat zależy od zawartości tego gazu w atmosferze. Około 1/3 dwutlenku węgla emitowanego przez człowieka w wyniku spalania paliw kopalnych jest pochłaniana przez oceany. Usuwanie CO2 z atmosfery w znacznym stopniu ogranicza potencjalny wpływ globalnego ocieplenia. Prawie na całym oceanie dwutlenek węgla pochodzenia antropogenicznego przenika z atmosfery do oceanu. Dlaczego właśnie w tym kierunku? Skuteczne pochłanianie dwutlenku węgla przez wody oceanu odbywa się dzięki procesom fizycznym i biologicznym, zachodzącym w wodzie morskiej.
W uproszczeniu można powiedzieć, że gdy dwutlenek węgla dociera do wody morskiej reaguje z jonami węglanowymi (CO32-), które pochodzą z dysocjacji jonów wodorowęglanowych (HCO3-). Dzięki za tej reakcji kolejne ilości dwutlenku węgla mogą przeniknąć z atmosfery. |
|
|
|
Oprócz opisanego fizycznego usuwania dwutlenku węgla z atmosfery jest on także pochłaniany biologicznie w procesie fotosyntezy przez fitoplankton i przekształcany w materię organiczną.
Gazy przenikają z atmosfery do oceanu, ale także z oceanu do atmosfery. Gazy o znaczeniu klimatologicznym, np. siarczek metylu (ang. DMS) i jodek metylu (CH3I) tworzą się w oceanach, ale oddziałują na klimat dopiero wtedy, gdy dostaną się do atmosfery. Ponieważ ich stężenia w powietrzu są zwykle bardzo niewielkie w porównaniu ze stężeniami w wodzie morskiej to przenikają z oceanu do atmosfery. |
|
|
1. Piętrzące się fale Źródło: freefoto.com
|
|
|
Wiemy, że wymiana gazowa zależy bardzo ściśle od prędkości wiatru. Zwykle im większa prędkość wiatru, tym intensywniejsza wymiana gazowa. Dzieje się tak głownie dlatego, że silny wiatr powoduje powstawanie wysokich fal i spiętrzanie wody na powierzchni morza, co powoduje także jej mieszanie w nieco niższych warstwach. |
Gdy fale rozbryzgują się to dostarczają do wód powierzchniowych miliardy baniek powietrznych, które przenoszą cząsteczki gazów z atmosfery. Bańki te także powodują mieszanie wody, co pomaga gazom znajdującym się w oceanie dostać się do powietrza.
Gdy bańki powietrza unoszą się w wodzie i docierają do jej powierzchni ulegają rozerwaniu i strumień wody morskiej dostaje się do atmosfery, przekształcając się w kropelki. Woda paruje i uwalniane zostają cząsteczki aerozoli utworzonych z soli morskiej. W ten sposób do atmosfery dostają się miliardy ton soli. Spora część z tego od razu wraca z powrotem do oceanu opadając na jego powierzchnię, ale część dociera do lądu. Aerozole z soli morskiej odgrywają istotną rolę w atmosferze. Nie tylko rozpraszają światło słoneczne i odbijają je, powodując tym samym bezpośrednio ochładzanie Ziemi, ale także są jądrami kondensacji i wpływają na tworzenie się chmur i zatem pośrednio także na ochładzanie Ziemi (przeciwdziała temu jednak częściowo efekt szklarniowy wywoływany przez chmury). |
|
|
2. Bańka powietrza, która wznosi się ku powierzchni wody i rozpryskuje, uwalniając do atmosfery aerozole składające się z soli morskiej. Autor: Lucinda Spokes.
|
Prędkość wiatru nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na wymianę gazową. Wiadomo, że istotną rolę odgrywa także temperatura wody. Opad atmosferyczny może zwiększyć emisję gazów z oceanu, zas obecność lodu morskiego zmienia tempo i proporcje wymiany gazowej. |
|
|
3. Praca na morzu w trudnych warunkach Zdjęcie: NOAA
|
|
|
Wymiana gazowa zależy od bardzo wielu czynników środowiskowych i dlatego nadal nie ma pewności, które z nich mają decydujące znaczenie. Nadal nie wiemy jak wygląda wymiana gazowa w czasie bardzo silnego wiatru. Wynika to głównie z trudności w wykonywaniu wtedy pomiarów. Nie jest bowiem bezpiecznie pracować, gdy statek, na którym wykonywane są badania podskakuje niczym piłka na falach! |
O tej stronie:
Autor: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania 1. Recenzent: Prof. Peter Liss - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - Wielka Brytania 2. Recenzent: Dr Phil Nightingale - Plymouth Marine Laboratory, Plymouth - Wielka Brytania ostatnia aktualizacja: 2003-10-29 Tłumaczenie na język polski: Dr Agnieszka Wypych, Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków |
|
|
|