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!