Decadal trends in global ocean pH: From data and methods to analysis and understanding.

Et av hovedmålene med prosjektet DECApH har vært å forbedre forståelsen av hvordan pH i havet har endret seg de siste ti-årene som følge av de økte CO2-nivåene i både atmosfæren og havet. Denne forståelsen er et viktig steg for å bedre forståelsen av havforsuring i fremtiden og hvor konsekvensene av havforsuring vil være størst. For å nå dette målet har DECApH derfor både kvantifisert den globale trenden i pH de siste 20-30 årene og de romlige variasjonene i denne trenden. Resultatene viser at den gjennomsnittlige globale trenden har vært -0,0018 pH-enheter per år mellom 1991 og 2011. Dessverre er det ikke nok data i 1980-årene til å kunne beregne en global trend fra 1981 til 2011, men 30-årstrenden i Stillehavet (-0,0020 pH-enheter per år) er omtrent den samme som den globale 20-årstrenden. Det tyder på at det ikke har vært noen økning eller akselerasjon i havforsuringen de siste årene. Selv om disse endringene virker små representerer dette en forstyrrelse av en veldig nøye kalibrert naturlig balanse i havet. En sånn forstyrrelse kan ha store konsekvenser for livet i havet, og spesielt planteplankton - bunnen av næringskjeden - er sårbare. På grunn av havsirkulasjonen og hvordan denne transporterer karbon i havet er det ventet at det vil være store romlige variasjoner i pH-endringene. I alle fall på såpass korte tidsskala som det er jobbet med i DECApH. Men resultatene i DECApH viser tvert imot at det er omtrent samme utvikling i pH overalt i havet, men at det også er store usikkerheter på grunn av mye støy i dataene og på grunn av det relativt korte tidsrommet vi har data tilgjengelig for. En sammenligning med pH-endringene i den norske klimamodellen NorESM viser at vi trenger bedre datadekning for å kunne si noe sikkert om de underliggende mekanismene som styrer romlige variasjoner i pH-endringene. Det er sannsynlig at endringer i havets bufferkapasitet er en av hovedårsakene til slike romlige variasjoner, men det er foreløpig ikke fullt forstått hvordan og hvor mye bufferkapasiteten har endret seg. Hovedsakelig så stemmer pH-trenden overens med at havet er i termisk likevekt med atmosfæren og at økningen i atmosfærens CO2-innhold styrer endringene i CO2-innhold i havet som dermed forårsaker de observerte pH-endringene. Som forventet er det er ingenting som tyder på at endringer i saltinnhold og alkalinitet i havet påvirker pH i noen stor grad. Noe mer overraskende er det at endringer i temperatur heller ikke har noen stor påvirkning på pH, i alle fall ikke globalt.

DECApH is a basic science research project seeking to increase our understanding of the decadal trends in ocean pH and in this regard DECApH aims to: 1) Provide a quantification of the magnitude and uncertainty of decadal pH change on a global scale. 2) D escribe the spatial variability in these decadal trends in the surface and deep ocean. 3) Gain an improved understanding of how global ocean pH has changed in the past decades in response to increasing CO2 levels in both the atmosphere and ocean. One o f the challenges in studying global pH trends is that there is not a good enough global coverage of pH measurements to determine decadal trends, so pH has to be calculated using other measurements and approximations. To accomplish this DECApH will first contribute to developing GLODAP2 from the existing CARINA and GLODAP data sets. Surface ocean pH will be calculated using data in the SOCAT data set. A significant part of the work in DECApH will be to quantify the errors and uncertainties associated wi th the calculation method, and verify the pH calculations using the GLODAP2 data set. The calculated pH will be used to determine and analyze decadal trends in pH for both the surface ocean and the deep ocean. Ocean acidification and pH changes are key research topics and are of great interest to many different scientific communities, to the fisheries industries since ocean acidification has potentially severe implications for this industry, and also the general public. The results in DECApH will be im portant in identifying and understanding this new peril, and this knowledge will be important in determining societal actions. The project has a strong international profile and includes close collaboration with a large international project and a resear ch stay at ETH Zürich in Switzerland. DECApH will further the scientific qualifications of a young woman, and act to improve the gender balance in an existing research group.