مشروع تحليل بيانات المحيطات العالمية

الموسوعة الحرة

مشروع تحليل بيانات المحيطات العالمي ( GLODAP ) هو مشروع تجميعي يجمع بيانات المحيطات ، وقد صدر منه إصداران رئيسيان حتى عام 2018. يهدف المشروع بشكل أساسي إلى وضع دراسة مناخية عالمية لدورة الكربون في المحيطات لاستخدامها في دراسات حالاتها الطبيعية وتلك التي تتأثر بالأنشطة البشرية . يُموّل مشروع GLODAP من قِبل الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، ووزارة الطاقة الأمريكية ، والمؤسسة الوطنية للعلوم .

أُنتج الإصدار الأول من برنامج GLODAP (الإصدار 1.1) من بيانات جُمعت خلال تسعينيات القرن الماضي بواسطة رحلات بحثية ضمن برامج تجربة دوران المحيط العالمي ، والدراسة المشتركة لتدفق المحيط العالمي ، ودراسة التبادل بين المحيط والغلاف الجوي . أما الإصدار الثاني من GLODAP (الإصدار 2) فقد وسّع نطاق الإصدار الأول باستخدام بيانات من رحلات بحرية أُجريت بين عامي 2000 و2013. وتتوفر البيانات على شكل بيانات فردية من مواقع أخذ العينات، بالإضافة إلى حقول مُستكملة على شبكة قياسية لخطوط الطول والعرض والعمق.

مجموعة البيانات

تحتوي قاعدة بيانات GLODAPv1.1 المناخية على بيانات مُحللة لمستويات الكربون غير العضوي المذاب (DIC)، والقلوية ، والكربون-14 ( 14C )، ومركبات الكلوروفلوروكربون-11 ( CFC-11 )، ومركبات الكلوروفلوروكربون-12 (CFC-12 ) في الوقت الحاضر (تسعينيات القرن العشرين). [ 1 ] تتكون هذه البيانات من شبكات عالمية ثلاثية الأبعاد ، مُحللة بموضوعية، بدقة أفقية تبلغ 1 درجة ، ومُقسّمة إلى 33 فاصلًا رأسيًا مُوحدًا [ 2 ] من السطح (0 متر) إلى قاع البحر السحيق (5500 متر). أما من حيث الدقة الزمنية، فإن ندرة البيانات المصدرية تعني أنه، على عكس أطلس المحيط العالمي ، تُنتج البيانات المُعدّلة على أساس سنوي فقط. وتفتقر قاعدة بيانات GLODAP المناخية إلى بيانات في بعض المناطق المحيطية، بما في ذلك المحيط المتجمد الشمالي ، والبحر الكاريبي ، والبحر الأبيض المتوسط ، وجنوب شرق آسيا البحري .

بالإضافة إلى ذلك، سعت التحليلات إلى فصل الكربون غير العضوي المذاب الطبيعي عن الناتج البشري، لإنتاج حقول الكربون غير العضوي المذاب قبل الثورة الصناعية (القرن الثامن عشر) وثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في الوقت الحاضر . يتيح هذا الفصل تقدير حجم امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية ، وهو أمر بالغ الأهمية لدراسات ظواهر مثل تحمض المحيطات . [ 3 ] [ 4 ] ومع ذلك، ونظرًا لأن الكربون غير العضوي المذاب الناتج عن الأنشطة البشرية مطابق كيميائيًا وفيزيائيًا للكربون غير العضوي المذاب الطبيعي، فإن هذا الفصل صعب. استخدم مشروع GLODAP تقنية رياضية تُعرف باسم C* (نجمة الكربون) [ 5 ] لفصل الكربون غير العضوي المذاب الناتج عن الأنشطة البشرية عن الطبيعي (هناك عدد من الطرق البديلة). تستخدم هذه التقنية معلومات حول الكيمياء الحيوية للمحيطات وعدم توازن ثاني أكسيد الكربون على السطح، بالإضافة إلى مؤشرات أخرى للمحيطات، بما في ذلك الكربون-14، ومركبات الكلوروفلوروكربون-11، ومركبات الكلوروفلوروكربون-12 (التي تشير إلى عمر الكتلة المائية )، لمحاولة فصل ثاني أكسيد الكربون الطبيعي عن ذلك المضاف خلال الفترة الانتقالية الناتجة عن الأنشطة البشرية. لا تُعدّ هذه التقنية بسيطة، وتصاحبها بعض الأخطاء، على الرغم من أنها تخضع للتحسين والتطوير المستمر. وتدعم نتائجها عمومًا تنبؤات مستقلة صادرة عن نماذج ديناميكية. [ 3 ] [ 6 ]

تُكرر بيانات GLODAPv2 المناخية إلى حد كبير الصيغة السابقة، ولكنها تستفيد من العدد الكبير من الملاحظات لدورة الكربون في المحيط التي جُمعت خلال الفترة الفاصلة (2000-2013). [ 7 ] [ 8 ] تمت معايرة حقول "الوضع الحالي" المُحللة في مجموعة البيانات الناتجة إلى عام 2002. وقُدِّر الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في GLODAPv2 باستخدام طريقة "توزيع زمن الانتقال" (TTD) (وهي طريقة تستخدم دالة غرين ). [ 9 ] [ 8 ] بالإضافة إلى الحقول المُحدَّثة للكربون غير العضوي الذائب (الكلي والناتج عن الأنشطة البشرية) والقلوية، تتضمن GLODAPv2 حقول درجة حموضة مياه البحر وحالة تشبع كربونات الكالسيوم (Ω). هذا الأخير هو رقم لا بُعدي يُحسب بقسمة تركيز أيون الكربونات المحلي على تركيز التشبع المحيط لكربونات الكالسيوم (للمتعددات المعدنية الحيوية الكالسيت والأراغونيت )، ويرتبط بخاصية محيطية تُسمى عمق تعويض الكربونات . تشير القيم الأقل من 1 إلى نقص التشبع ، واحتمالية الذوبان، بينما تشير القيم الأعلى من 1 إلى فرط التشبع ، والاستقرار النسبي.

تُظهر اللوحات التالية تركيزات سطح البحر للحقول التي تم إعدادها بواسطة GLODAPv1.1. يشير مصطلح "ما قبل الصناعة" إلى القرن الثامن عشر، بينما يشير مصطلح "الحاضر" إلى ما يقرب من تسعينيات القرن العشرين.

ما قبل الصناعة DIC
"اليوم الحالي" DIC
ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في "اليوم الحالي"
القلوية "اليومية"
مركبات الكلوروفلوروكربون-11 "الحاضرة"
مركبات الكلوروفلوروكربون-12 "الحالية"

تُظهر اللوحات التالية تركيزات سطح البحر لحقول مُعدة بواسطة GLODAPv2. يُمثل "ما قبل الصناعة" القرن الثامن عشر، بينما تم توحيد "الوضع الحالي" لعام 2002. تجدر الإشارة إلى أن هذه الخصائص معروضة بوحدات الكتلة (لكل كيلوغرام من مياه البحر) بدلاً من وحدات الحجم (لكل متر مكعب من مياه البحر) المستخدمة في لوحات GLODAPv1.1.

تركيز الكربون غير العضوي المذاب في المحيط السطحي قبل الثورة الصناعية، GLODAPv2
تركيز الكربون غير العضوي المذاب في المحيط السطحي في الوقت الحاضر، GLODAPv2
تركيز ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في سطح المحيط، GLODAPv2
إجمالي قلوية سطح المحيط في الوقت الحاضر، GLODAPv2
درجة حموضة سطح المحيط الحالية، GLODAPv2
كالسيت أوميغا في المحيط السطحي في الوقت الحاضر، GLODAPv2

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ كي، آر إم، كوزير، إيه، سابين، سي إل، لي، كيه، وانينكوف، آر، بوليستر، جيه، فيلي، آر إيه، ميليرو، إف، موردي، سي، وبينغ، تي-إتش. (2004). مناخ الكربون في المحيطات العالمية: نتائج من مشروع GLODAP. دورات الجيوكيمياء العالمية 18 ، ​​GB4031
  2. ↑ الفترات المعيارية عند 0، 10، 20، 30، 50، 75، 100، 125، 150، 200، 250، 300، 400، 500، 600، 700، 800، 900، 1000، 1100، 1200، 1300، 1400، 1500، 1750، 2000، 2500، 3000، 3500، 4000، 4500، 5000، 5500 متر
  3. 1 2 أور، جيه سي وآخرون (2005). تحمض المحيطات الناتج عن الأنشطة البشرية خلال القرن الحادي والعشرين وتأثيره على الكائنات الحية المُكلسة. مؤرشف في 25 يونيو 2008، في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine). مجلة نيتشر 437 ، 681-686
  4. ↑ رافين، جيه إيه وآخرون (2005). تحمض المحيطات نتيجة لزيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. مؤرشف في 27 سبتمبر 2007 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine). الجمعية الملكية، لندن، المملكة المتحدة
  5. ↑ غروبر، ن.، سارمينتو، ج. ل. وستوكر، ت. ف. (1996). طريقة محسنة للكشف عن ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في المحيطات، دورات الجيوكيمياء العالمية 10 : 809-837
  6. ↑ ماتسوموتو، ك.؛ غروبر، ن. (2005). "ما مدى دقة تقدير الكربون البشري المنشأ في المحيط؟ تقييم لطريقة DC*" . دورات الجيوكيمياء العالمية . 19 (3). Bibcode : 2005GBioC..19.3014M . doi : 10.1029/2004GB002397 . S2CID 3468049 . 
  7. ↑ أولسن، أ.؛ كي، ر.م.؛ فان هوفن، س.؛ لوفسيت، س.ك.؛ فيلو، أ.؛ لين، ش.؛ شيرنيك، س.؛ كوزير، أ.؛ تانهوا، ت.؛ هوبما، م.؛ جوترستروم، س.؛ شتاينفيلدت، ر.؛ جانسون، إ.؛ إيشي، م.؛ بيريز، ف.ف.؛ سوزوكي، ت. (2016). "مشروع تحليل بيانات المحيطات العالمي، الإصدار 2 (GLODAPv2) - منتج بيانات متسق داخليًا للمحيط العالمي" . بيانات علوم نظام الأرض . 8 (2): 297-323 . Bibcode : 2016ESSD....8..297O . doi : 10.5194/essd-8-297-2016 . hdl : 10261/135582 .
  8. 1 2 Lauvset, SK; Key, RM; Olsen, A.; van Heuven, S.; Velo, A.; Lin, X.; Schirnick, C.; Kozyr, A.; Tanhua, T.; Hoppema, M.; Jutterström, S.; Steinfeldt, R.; Jeansson, E.; Ishii, M.; Pérez, FF; Suzuki, T.; Watelet, S. (2016). "مناخ جديد مُرسم لخرائط المحيطات الداخلية العالمية: الإصدار الثاني من GLODAP بدقة 1° × 1°" . بيانات علوم نظام الأرض . 8 (2): 325-340 . Bibcode : 2016ESSD....8..325L . doi : 10.5194/essd-8-325-2016 . hdl : 10261/135584 .
  9. ↑ ووه، د. و.؛ هول، ت. م.؛ ماكنيل، ب. إ.؛ كي، ر.؛ ماتير، ر. ج. (2006). " تقدير ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية في المحيطات باستخدام توزيعات زمن العبور" . مجلة تيلوس . 58ب (5): 376-390 . رمز Bibcode : 2006TellB..58..376W . doi : 10.1111/j.1600-0889.2006.00222.x .