Marin försurning ett nytt hot mot Östersjöns och Västerhavets ekosystem
Anders Omstedt och
BONUS/Baltic-C gruppen
BONUS/ Baltic-C’s syfte:
• Kartlägga Östersjöns koldynamik speciellt för organiskt
kol (Corg) and koldioxid (CO2)
• Utveckla en ny kopplade land-havsmodell för kolets
kretslopp och studera kombinationseffekter av
försurning, övergödning och klimatförändringar.
Östersjöns CO2 - O2 system
Marina kolsystemet bestäms av
totala alkaliniteten (AT) och
totala inorganiska kolet (CT)
Omstedt et al (2009)
Ytvattenalkalinitetens horisontella variation
pH observationer från en vinter mätning (Matti Pertillä FMI)
Stora horisontella
variationer som
reflekterar variationer i
alkalinitet
Kolsyretrycket i atmosfären och havet
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
J-09 F-09 M-09 A-09 M-09 J-09 J-09 A-09 S-09 O-09 N-09 D-09
pC
O2
[ µ
atm
]
spring
bloom
warming
mid-summer
N2 fixation
deep mixing
surface water
atmosphere
54° 54°
56° 56°
58° 58°
60° 60°
10°
10°
12°
12°
14°
14°
16°
16°
18°
18°
20°
20°
22°
22°
24°
24°
26°
26°
Scale: 1:22177709 at Latitude 0°
post-spring bloom
(NO3- = 0)
Kolsyretrycket mätt från FINNMAID under resor
mellan Helsingfors och Lübeck (B.Schneider et al)
Stora variationer i
havets kolsyretryck
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
8.0
8.2
8.4
8.6
8.8
pH
pH
pCO2
Months
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
100
200
300
400
500
600
pC
O2 (
µatm
)
Kolsyretrycket i Östersjöns ytvatten (rödlinje) och
pH (svart linje) Wesslander (2011).
Observerade pH variationer I Östersjöns ytvatten
Biologiska processer påverkar
pH starkt och gör det svårt
att upptäcka trender.
Modeller behövs!
Omstedt, Edman, Anderson, Laudon (2010)
Två modellkörningar (med och utan övergödning) men bägge med ökad kolsyretryck i atmosfären enligt observationer.
Utan övergödning
pH ändring -0.1
Med övergödning
pH ändring -0.0
Omstedt,Gustafsson and Wesslander, (2009)
Omstedt (2011)
Övergödning påverkar pH
genom att amplifiera säsongs
variationerna.
Beräknade pH värden för Östersjöns ytvatten
Current range of Baltic Sea A
T
Current atmospheric pressure
Calculated Sea Surface pH
AT (µmol/kg)
pC
O2 (
µatm
) in
equlib
riate
d S
SW
8
8
6.4
6.6
6.8
7.8
9.49.2
9
8.2
8.4
8.6
8.8
7.6
7.4
7
7.2
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 45000
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
SSW
Omstedt, Edman, Anderson, Laudon (2010)
Stigande koncentrationer av
koldioxid i atmosfären och
minskade inflöden av alkalinitet
orsakar försurning
Baltic-C model system och scenario design
Atmospheric
CO2
Global climate
model data
Regional
climate
model data
Land use
change
scenario
data
Terrestial
carbon model
River runoff
carbon model
Baltic Sea
biogeochem
CO2 model
b)
Landekosystem: LPG-GUESS
Avrinning och ämnestransport: CSIM
Östersjöns fysik och biogeokemi: PROBE-Baltic
GCM modeller: ECHAM5, HADCM3, CCSM3
RCM modeller: RCA3
Två tänkbara utvecklingar: Business as Usual (BAU)+A2 och Baltic Sea Action Plan (BSAP)+B1
Omstedt et al. (2012)
Sammanfattning
• Syra-bas (pH) balansen i våra kusthav påverkas av
stigande kolsyrehalter i atmosfären, ändringar i
flodtillförseln av alkalinitet, organiskt och oorganiskt
kol, förändringar i redox förhållanden och indirekta
klimatförändringar.
• I vår studie är försurningen inte beroende på val av
GCM utan främst på CO2 nivån i atmosfären. Andra
faktorer modifierar resultaten.
• Alla studerade scenarios indikerar försurning i hela
Östersjön och på alla djup. Eutrofiering kommer inte
förhindra försurning.
• Östersjön kommer troligen bli surare i framtiden vilket
kommer hota dess ekosystem. Vi behöver därför
kraftfullt medverka i att reducering av CO2 utsläpp till
atmosfären kan genomföras.
Referenser
Hjalmarsson, S., Wesslander, K., Anderson, L.G., Omstedt, A., Perttilä, M., and L., Mintrop (2008).
Distribution, long-term development and mass balance calculation of total alkalinity in the Baltic Sea. Continental Shelf
Research 28(4–5), 593–601. DOI 10.1016/j.csr.2007.11.010
Omstedt, A. , Gustafsson, E. and K., Wesslander, (2009). Modelling the uptake and release of carbon dioxide in the Baltic Sea surface water.
Continental Shelf Research 29, 870-885. DOI: 10.1016/j.csr.2009.01.006
Omstedt, A., Edman, M., Anderson, L., G., and H., Laudon (2010). Factors influencing the acid-base (pH) balance in the Baltic Sea:
A sensitivity analysis. Tellus, 62B, 280-295. DOI: 10.1111/j.1600-0889.2010.00463.x
Omstedt, A., (2011). Guide to process based modelling of lakes and coastal seas.
Springer-Praxis books in Geophysical Sciences, DOI 10.1007/978-3-642-17728-6. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Omstedt et al (2012). Future changes of the Baltic Sea acid-base (pH) and oxygen balances. In manuscript
Wesslander, K (2011). The carbon dioxide system in the Baltic sea surface water. PhD Thesis A137. Department of Earth Sciences. University of Gothenburg.
Tack för visat intresse!