ارزیابی تغییرات در شدت چاهه و چشمه‌های دی‌اکسیدکربن در دریاهای غرب آسیا

مقدمه: تجمع روز افزون co2 در جو به دلیل تاثیرات بالقوه آن بر تغییرات آب و هوای جهانی آینده و تغییرات در چاهه اقیانوسی co2 انسان ساخت، یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های محیط زیستی است. گسیل گازهای گلخانه‌ای انسان ساخت در منطقه خاورمیانه و نواحی شرق مدیترانه از دهه 1950 به طور چشمگیری افزایش یافته است. اقیانوس‌ها مهم‌ترین منبع ذخیره‌ی کربن بر روی زمین هستند. فهم تغییرپذیری مکانی زمانی در تبادلات co2 جو دریا (fco2) و محرک‌های کنترلی آن برای برآورد قابلیت آسیب پذیری اقیانوس‌ها و کمی‌کردن ظرفیت آن‌ها برای ذخیره کربن در شرایط اقلیمی آینده ضروری است. این مطالعه سعی در بررسی تغییرات مکانی و زمانی فشار جزئی سطح دریا (pco2) و fco2 را در دریاهای خلیج‌فارس، دریای سرخ، دریای خزر، دریای عرب و دریای مدیترانه طی سال‌های 1982 2019 دارد. هم‌چنین در این پژوهش، محرک‌های کنترل تغییرپذیری فصلی pco2 سطح دریاها بررسی خواهد شد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش جهت بررسی تغییرات مکانی و زمانی شار co2 جو دریا از داده‌های موسسه ماکس پلانک استفاده شده است. تخمین زمانی و مکانی این داده‌ها از برازش یک مدل تشخیصی زیست زمین شیمی لایه آمیخته اقیانوس بر داده‌های فشار جزئی co2 سطح اقیانوس به دست آمده است. به منظور بررسی محرک‌های کنترل تغییرپذیری fco2 و pco2، از داده‌های باز تحلیل دما و سرعت باد استفاده شده است. هم‌چنین جهت بررسی محرک‌های کنترل تغییر پذیری pco2 در هر پیکسل اثر مولفه حرارتی به معنی تغییرات دما و اثر مولفه غیرحرارتی به معنی اثر تغییر در گردش‌ها، اختلاط قائم، تغییرات زیستی، تغییرات کربن معدنی حل شده و خیزش آب محاسبه شده است.نتایج: شار co2 تا مقدار g c m 2 year 1 50 بر روی نواحی غربی دریای عرب برآورد شده است. دریای سرخ به صورت میانگین در تمام فصول سال چشمه co2 است، به جز نواحی شمالی آن که در فصول زمستان و بهار چاهه co2 است. شدت چاهه co2 در دریای خلیج فارس و نواحی غرب دریای مدیترانه با روند تا مقادیر g c m 2 yr 1 decade 1 1.5 افزایش و در نواحی شرق دریای مدیترانه و دریای سیاه کاهش یافته است. شدت چشمه co2 در بیشتر دریاها از جمله دریای عرب، دریای سرخ و نواحی مرکزی دریای مدیترانه در طول دوره مورد مطالعه کاهش یافته است. دما مهم‌ترین محرک چرخه‌ی فصلی pco2 در دریای مدیترانه، خزر، خلیج فارس و دریای سرخ است. در نواحی مرکزی دریای سرخ و نواحی جنوبی خلیج فارس علاوه بر اثر محرک دما، اثر مولفه غیرحرارتی هم نقش مهمی دارد. تغییرات شار co2 بر روی دریاهای غرب آسیا از الگوی فشار جزئی co2 سطح دریا پیروی می‌کند. شار co2 همبستگی بالای 0.80+ با سرعت باد در نواحی غربی دریای عرب دارد که در ارتباط با مونسون تابستانه است. مقادیر بالای pco2، (µatm 500) و در نتیجه شار co2 (g c m 2 year 1 140) بر روی شمال غرب دریای عرب در فصل تابستان به علت خیزش آب‌های غنی از co2 از سطوح زیرین ناشی از مونسون است.بحث: بیشترین تغییرات در غرب دریای عرب مشاهده شد. در واقع، این منطقه برای کشورهای ساحلی از اهمیت اجتماعی اقتصادی بالایی برخوردار است و ساکنان آن برای امرار معاش خود به شدت به ماهیگیری وابسته هستند. این امر بر نیاز فوری به مدیریت مبتنی بر علم در این منطقه برای کاهش اثرات گرمایش جهانی انسانی تاکید می‌کند.

assessing changes in sink and source intensities of carbon dioxide in the west asian seas

introduction: the rising co2 levels in the atmosphere are a major concern for the environment due to their potential impact on future global climate and the anthropogenic oceanic co2 sink. greenhouse gas emissions in the middle east and eastern mediterranean regions have significantly increased since the 1950s. oceans are crucial carbon reservoirs on earth. understanding the spatio temporal variability in co2 exchange between the atmosphere and sea, as well as its drivers, is essential for assessing ocean vulnerability and quantifying their ability to store carbon under future climate conditions. this study examines the spatial and temporal changes in sea surface co2 (pco2) and atmosphere sea co2 flux (fco2) in the persian gulf, red sea, caspian sea, arabian sea, and mediterranean sea from 1982 to 2019. additionally, the research will investigate the underlying mechanisms of seasonal pco2       variability.materials and methods: this study utilizes data from the max planck institute to examine the temporal and spatial changes of air sea co2 exchange. the data was obtained by fitting a biogeochemistry diagnostic model of the ocean mixed layer to the ocean surface co2 partial pressure data. reanalysis data of temperature and wind speed was used to investigate the factors controlling the variability of fco2 and pco2. additionally, the study examined the factors influencing the variability of pco2 in each pixel, including the effects of temperature change and non thermal components such as circulations, vertical mixing, biological changes, dissolved inorganic carbon, and upwelling systems.results: co2 flux has been estimated at up to 50 g c m 2 year 1 over the western regions of the arabian sea. the red sea is a source of co2 in all seasons, except for the northern regions, which is a sink of co2 in winter and spring. the intensity of the co2 sink has increased in the persian gulf and the western areas of the mediterranean sea, and decreased in the eastern areas of the mediterranean sea and the black sea. the co2 source intensity has decreased in most of the seas, including the arabian sea, the red sea and the central areas of the mediterranean sea during the studied period. temperature is the most important driver of the seasonal cycle of pco2 in the mediterranean sea, caspian sea, persian gulf and red sea. in addition to temperature, the non thermal component also plays an important role in the central regions of the red sea and the southern regions of the persian gulf. the co2 flux over the seas of west asia follow the pattern of sea surface partial pressure of co2. the co2 flux has a high correlation of +0.80 with the wind speed in the western regions of the arabian sea, which is related to the summer monsoon. the high pco2 (500 μatm) and fco2 (140 g c m 2 year 1) over the northwestern arabian sea in the summer season are due to the monsoon driven upwelling of co2 rich waters from the lower levels.discussion: significant changes were most noticeable in the western arabian sea. this signifies positive steps towards reducing anthropogenic co2 emissions. this region holds great socio economic importance for the coastal countries, with its inhabitants relying heavily on fishing for their livelihood. this underscores the immediate need for science based management strategies to address the effects of climate change and safeguard the socio economic well being of coastal communities in this area.