Введение 4
1 Район и объект исследования 6
1.1 Физико-географическая характеристика Норвежского и
Гренландского морей 6
1.2 Гидрохимический режим Норвежского и Гренландского
морей 9
1.3 Карбонатная система океана 11
2 Материалы и методы 19
2.1 Характеристика исходных данных 19
2.2 Семейство расчётных программ CO2SYS 25
2.3 Анализ чувствительности системы к константам
диссоциации угольной кислоты 29
2.4 Графический и статистический анализ данных 33
3 Результаты анализа межгодовой изменчивости
компонентов карбонатной системы Норвежского и восточной части Гренландского морей 35
3.1 Анализ межгодовой изменчивости компонентов
карбонатной системы в точке корабля погоды М 35
3.2 Анализ пространственно-временной изменчивости
копмонентов карбонатной сисстемы в районе северного разреза 46
3.3 Анализ соответствия тенденций межгодовой
изменчивости компонентов карбонатной системы Норвежского и Гренландского морей 59
Заключение 63
Список использованной литературы 65
Приложение А. Линейные тренды в межгодовой изменчивости гидрологических характеристик и компонентов карбонатной системы исследуемого района 69
В XXI веке проблема закисления Мирового океана становится всё более и более острой [1, 2, 3, 4]. Обнаружено, что акватория Северного Ледовитого океана является потенциальным источником углекислого газа для атмосферы, что делает изучение карбонатной системы в этом районе важным направлением исследований.
Обширный материал экспедиционных исследований накапливается в постоянно пополняемых открытых для общего доступа базах данных, например, архив GLODAPv2.2022. Этот архив включает результаты наблюдений 1085 научных экспедиций, прошедших по всему Мировому океану с 1972 по 2021 год в рамках таких исследовательских проектов, как CARbon dioxide IN the Atlantic Ocean (CARINA) (Двуокись углерода в Атлантическом океане); Carbon dioxide in the Pacific Ocean (PACIFICA) (Двуокись углерода в Тихом океане); GLOBAL OCEAN DATA ANALYSIS PROJECT (GLODAP) (проект глобального анализа океанических данных); GLODAPv2; GLODAPv2.2021 Это позволяет использовать данный архив для анализа пространственно-временной изменчивости различных характеристик морской воды, в том числе компонентов карбонатной системы.
Цель данной дипломной работы заключается в изучении межгодовой изменчивости компонентов карбонатной системы Норвежского и восточной части Гренландского морей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Подготовить краткую физико-географическую характеристику района исследований;
2) Подготовить краткое описание карбонатной системы и круговорота углерода;
3) Провести оценку наполненности акватории данными и
обосновать выбранные для исследования периоды и районы;
4) Подготовить входные массивы данных компонентов
карбонатной системы с последующим расчётом недостающих компонентов;
5) Провести графический и статистический анализы межгодовой изменчивости рассчитанных характеристик для акватории Норвежского и Гренландского морей.
В ходе выполненного исследования были получены следующие результаты:
1) исходя из физико-географической характеристики Норвежского и Гренландского морей, показана ключевая роль водообмена по системе теплых течений (Норвежское и Западно-Шпицбергенское);
2) приведены общие сведения о карбонатной системе океана и эмпирические зависимости, используемые для расчета констант диссоциации угольной кислоты и других констант равновесия при вычислении компонентов карбонатной системы;
3) на основании анализа пространственного и временного распределения станций наблюдений, вошедших в архив GLODAPv2.2022, выявлена наибольшая обеспеченность данными для точки корабля погоды М в Норвежском море и разреза вдоль 74-76 с.ш. в Гренландском море. ;
4) с использованием библиотеки PyCO2SYS по данным архива GLODAPv2.2022 рассчитаны компоненты карбонатной системы для точки корабль погоды М (1994-2021 гг) и района северного разреза за 2006, 2009, 2013, 2016, 2019 гг;
5) выполненные графический и статистический анализы полученных результатов позволили выявить наличие тенденции к закислению верхнего 500-метрового слоя вод Норвежского и Гренландского морей. Следует отметить, что для верхнего 100 метрового слоя она более выражена.
Это позволяет предположить, что Норвежское и Гренландское моря, при сохранении имеющихся тенденций изменения компонентов карбонатной системы, будут выступать не в роли поглотителей атмосферного углекислого газа, а наоборот - источников атмосферного CO2.
