Gasex 39

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GASEX 2001 Croisière Pacifique équatorial Gas Exchange étude Cruise étude L'GASEX 2001 a eu lieu à bord du navire NOAA RONALD H. BROWN (RHB) dans le Pacifique équatorial Est le long de 3W du 24 Janvier au 8 Mars 2001. L'objectif principal était d'utiliser le flux de gaz directe les mesures visant à améliorer notre compréhension des fonctions de forçage sur la cinétique des échanges gazeux air-mer. Un deuxième objectif était de déterminer les propriétés physiques, chimiques et biologiques facteurs contrôlant pCO 2 dans l'eau de surface. La région est une source de CO 2 avec des vitesses relativement faibles du vent offrant un fort contraste avec la première étude Gas-Ex réalisée en 1998 menée dans l'Atlantique Nord dans une zone de vents violents et de grande puits de CO 2. Les opérations au cours de la croisière GASEX 2001 étaient à multiples facettes avec des exigences élevées sur le navire des mesures atmosphériques supplémentaires ont été faites à partir d'un boom de la proue. Présentation Les mondes océans occupent plus de 40 de la publication annuelle du carbone des combustibles fossiles. Pour repérer les emplacements de l'absorption océanique, et plus important encore, pour évaluer si cette absorption va changer dans l'avenir, il est impératif de comprendre les processus responsables de cette absorption. En plus de la valeur de la connaissance de la séquestration du CO 2 par les océans pour prédire les futurs atmosphériques niveaux de CO 2, l'absorption océanique ainsi que les émissions atmosphériques de taux de croissance et de carburant offrent une contrainte forte sur les flux terrestres. En raison de la variabilité spatiale et temporelle des flux terrestres, ils sont particulièrement difficiles à quantifier. Le flux air-mer de CO 2. F co2 peut être exprimé sous la forme: où k est la vitesse de transfert de gaz, s est la solubilité du CO 2 qui est ainsi quantifié en fonction de la température et la salinité, et D pCO 2 est la différence de pression partielle de CO 2 entre l'océan pCO 2w et l'atmosphère, la pCO 2 bis. La vitesse de transfert de gaz est désigné sous le terme de cinétique et la turbulence est contrôlé par la sous-surface. Il est souvent paramétrés avec la vitesse du vent, mais il est largement reconnu que le vent est pas le seul facteur déterminant k. Le D pCO 2 est le terme thermodynamique et est contrôlé par une interaction complexe entre la physique, la chimie et la biologie dans la colonne d'eau supérieure. Le pCO 2a suit un schéma saisonnier distinct qui peut être estimée sur l'océan. La pCO 2w variabilité à l'échelle locale est essentielle pour interpréter le flux de CO 2 sur une échelle méso et d'estimer la variabilité globale des flux de CO 2. Un objectif à long terme des projets de GASEX intégrera les résultats à l'échelle locale pour déterminer les flux mondiaux sur des échelles de temps de saison par la modélisation, les algorithmes d'extrapolation, et la télédétection. En 1998, L'étude de l'océan-atmosphère Carbon Exchange (OACES) du Bureau NOAA des programmes mondiaux (OGP) a lancé un programme d'études de processus pour améliorer la quantification de l'air-mer flux de CO 2 et la vitesse de transfert de gaz. Le but ultime de cet effort est d'être en mesure de quantifier les vitesses de transfert à l'échelle régionale de la télédétection de telle sorte que, combiné avec régionale D pCO 2. flux air-mer mondiale peuvent être déterminées. Pour atteindre cet objectif, les flux doivent être déterminés en même (horaire) échelle de temps que la variabilité de forçage environnemental. Les mécanismes de contrôle D pCO 2 sur des échelles de temps et d'espace courts doivent être déterminés, et les fonctions de forçage doivent être liés à des paramètres mesurés par télédétection. L'approche a été d'améliorer et de valider des méthodes pour mesurer le transfert de gaz (le terme cinétique) sur une échelle de temps horaire afin de faciliter le transfert relatif au forçage environnemental. La limite de surface forçage sera quantifiée et liée à champ proche (d'un bateau ou bouée) télédétection. Une fois que ces relations ont été établies et vérifiées pour le spectre complet des environnements et des conditions, la télédétection sera étendu à champ lointain (par exemple par satellite) de détection de telle sorte que les estimations globales de transfert de gaz peuvent être déterminées. Des études simultanées relatives transfert de gaz à l'intégrité physique, chimique et des contrôles biologiques sur concentrations de CO 2 dans l'eau de surface est nécessaire pour construire des modèles prédictifs. Les deux vitesses de transfert de gaz et l'eau de surface pCO 2. sont susceptibles d'être contrôlés par des processus distincts au niveau régional. Il est donc prévu que d'une série d'études sur le terrain sera exécuté pour atteindre notre objectif ultime de quantifier les flux de CO 2 sur des échelles de temps saisonnières sur les océans du monde. La première étude, Gaz Ex-98 dans l'Atlantique N., était une étude de faisabilité pour tester si des mesures de flux directs Airside pourraient être conciliées avec l'équilibre de masse géochimique approches sur le bord de l'eau. les mesures des flux directs, co-variance, gradient, et l'accumulation de Foucault, potentiellement offrent l'avantage de mesurer les flux sur des échelles de temps de 30 minutes, mais sont singulièrement difficiles à exécuter pour les gaz de trace relativement faibles flux. L'étude proposée GASEX 2001 est prévue pour avoir lieu en 2001 dans le Pacifique équatorial oriental au sud de l'équateur. Le premier objectif sera de poursuivre les progrès récents et d'utiliser des mesures directes des flux de gaz afin d'améliorer notre compréhension des fonctions de forçage de la cinétique des échanges gazeux air-mer. Un second accent sera mis sur le physique, chimique, et les facteurs biologiques contrôlant pCO 2 dans l'eau de surface. Cela se fera à deux échelles: variabilité locale sur des échelles de temps et d'espace des mesures directes de flux (heure et échelle de km) car il affecte le flux de CO 2, et la variabilité mésoéchelle et de son effet sur les estimations régionales de flux. La région est une source de CO 2 avec des vitesses relativement faibles du vent, offrant un fort contraste avec la première étude qui a eu lieu dans l'Atlantique Nord avec des vents forts et un grand puits de CO 2. Le Pacifique équatorial a été un point focal pour les études chimiques et physiques telles que JGOFS et TOGA car il a une influence majeure sur la variabilité du climat à travers le cycle ENSO. Les questions sur le CO 2 mesoscale dynamique dans cette région concernent biologique par rapport au contrôle physique et à distance par rapport à des influences locales. Près du centre d'upwelling il apparaît que les motifs en pCO 2 sont dominées par la physique tandis que le contrôle biologique plus hors axe devient plus important. Le pCO 2 dans l'eau de surface est directement liée à la force, mais upwelling flux régionaux sont fortement influencés par des facteurs à distance tels que le plafonnement hors du système d'upwelling par le faible advection d'eau de salinité de l'Ouest. chauffage diurne, les vagues d'instabilité tropicales, les variations de la productivité biologique et trace métalliques limitations sur la productivité peuvent également être importantes. La région semble jouer un rôle majeur dans la variabilité interannuelle des flux de CO 2 et de CO 2 niveaux atmosphériques. Un effort d'observation à long terme est en place pour mesurer pCO 2w niveaux qui montrent clairement les grandes dépressions D pCO 2 pendant conditions El Nia. Bien que notre compréhension des modèles à grande échelle de pCO 2w dans la région est d'améliorer, nous devons aussi accroître notre compréhension à un niveau phénoménologique afin de faire des prédictions et des extrapolations précises. la variabilité de l'eau de surface est évident sur de courtes temporelles (heures) et spatiale (km) échelles. amélioration chimique des échanges de CO 2 pourrait jouer un rôle dans le processus d'échange et de tensioactifs sont un mécanisme important pour retarder le processus de transfert de gaz. Surfactants produites par le phytoplancton marin modulent les taux de change de gaz à travers l'interface air-mer. Des études en laboratoire ont examiné les liens entre la vitesse de transfert de gaz et le stress du vent, des spectres détaillés à petite échelle ondes, surface viscoélastique module et de la turbulence afin d'améliorer la paramétrisation de la vitesse de transfert de gaz en présence d'agents tensio-actifs. La physique de la couche limite d'air est différent aussi bien dans le Pacifique équatorial. l'eau fraîche upwelling provoquera une couche limite d'air stable, invalidant l'hypothèse limite neutre utilisé dans un langage simple interprétation de l'œuvre de gradient d'air. La stabilité de la couche limite sera également affecter la vitesse de frottement et coefficients de traînée. interférences de vapeur d'eau sera plus grande que la teneur en vapeur d'eau sera presque trois fois plus élevé que lors de l'Ex-98 expérience Gas. Les questions qui seront abordées pour le gaz Ex-2001 sont une progression des études récentes: les vitesses de transfert de gaz peut être mesurée en toute confiance sur des échelles de temps petits tels que les variations peuvent être corrélées aux variations de forçage environnemental Quelle est la petite échelle physique , les contrôles chimiques et biologiques de l'eau de surface pCO 2 et la façon dont les contrôles peuvent être mesurés à distance Quel contrôle des processus physiques de la cinétique de l'air-mer CO 2 change dans des conditions de vent faible Comment ces processus peuvent être le meilleur paramétrés avec l'objectif à long terme de leur relative à des produits tels que seasurface pente, SST détectée à distance, et la couleur de la faible vitesse du vent dans le Pacifique équatorial et de haute D pCO 2 offre une occasion unique de déterminer directement les flux dans un environnement de turbulence faible et à élucider les facteurs qui contrôlent le flux. Il est également intéressant l'influence des agents tensio-actifs qui contrôlent le flux de CO 2. Plusieurs études ont fortement impliqué que les tensioactifs ont un effet important sur les échanges gazeux air-mer, mais la preuve de mesures de CO 2 de flux simultanément avec différentes concentrations de tensioactif sur l'océan doit être exploré. Basé sur des études précédentes, il est raisonnable de supposer que les vitesses de transfert de gaz pourrait être inhibée par 50 ou plus par des agents tensioactifs qui radicalement changer nos estimations de l'équateur CO 2 outgassing. Ceci est également le cas pour la paramétrisation avec la vitesse du vent, windstress, les vagues et la rugosité de la surface. Cet effort fournira les progrès dans ces directions. Pour accéder à la GASEX 2001 Données ici.