A Mechanistic Study of Bio-Physical Interaction and Air-Sea Carbon Transfer in the Southern Ocean

南大洋生物物理相互作用和气海碳转移的机制研究

基本信息

  • 批准号:
    1744755
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30.84万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-05-01 至 2022-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The Southern Ocean serves as the planet's major uptake region for the oceanic uptake of increasing levels of atmospheric carbon dioxide (CO2). The current generation of coupled climate models (atmosphere-ocean-land) are used to make future climate projections, but are known to exhibit significant biases in observed ocean carbon uptake. These numerical models are known to lack the resolution (space and time) to adequately represent many of the mesoscale processes and features known to effect important roles in air-sea exchange. To account for the ocean mesoscale (10km - 100km) phenomena, such as jets, fronts, meanders and eddies known to be crucial for bio-physical interactions of CO2 fluxes, this project will progressively increase model resolution from coarse to finer grid spacing, furthering our understanding of mesoscale processes.The study will focus on regions of interest, the austral South Pacific, and the Drake Passage. Both regions are to some extent well observed. These two regions are topographically constrained pathways constituent pathways of the Atlantic Circumpolar Current, and exhibit enhanced eddy activity. The numerical output will be compared with observations and a suite of bio-geochemical tracers will be used to examine biophysical interaction processes, occurring at fronts and eddies.The results from the study can provide process and specific metrics and diagnostics to assess and calibrate the global climate carbon models. A Ph.D. and an undergraduate intern will be trained and gain research insight.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
南大洋是地球上海洋吸收不断增加的大气二氧化碳(CO2)水平的主要吸收区域。当前一代耦合气候模型(大气-海洋-陆地)用于进行未来气候预测,但已知在观测到的海洋碳吸收方面表现出显着偏差。众所周知,这些数值模型缺乏分辨率(空间和时间)来充分表示许多已知在海气交换中发挥重要作用的中尺度过程和特征。为了解释海洋中尺度(10公里 - 100公里)现象,例如已知对二氧化碳通量的生物物理相互作用至关重要的急流、锋面、曲流和涡流,该项目将逐步提高模型分辨率,从粗网格间距到更细网格间距,进一步提高模型分辨率。我们对中尺度过程的理解。该研究将重点关注感兴趣的区域、南太平洋南部和德雷克海峡。这两个区域在某种程度上都得到了很好的观察。这两个区域是大西洋绕极流的地形限制路径组成路径,并表现出增强的涡流活动。数值输出将与观测结果进行比较,一套生物地球化学示踪剂将用于检查锋面和涡流处发生的生物物理相互作用过程。研究结果可以提供过程和具体指标以及诊断,以评估和校准全球气候碳模型。博士学位该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Physical and Biological Controls of the Drake Passage pCO 2 Variability
Drake 通道 pCO 2 变异性的物理和生物控制
  • DOI:
    10.1029/2020gb006644
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jersild, Annika;Ito, Takamitsu
  • 通讯作者:
    Ito, Takamitsu
Ligand Binding Strength Explains the Distribution of Iron in the North Atlantic Ocean
配体结合强度解释了北大西洋中铁的分布
  • DOI:
    10.1029/2019gl083319
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Pham, Anh L. D.;Ito, Takamitsu
  • 通讯作者:
    Ito, Takamitsu
Development of the Regional Carbon Cycle Model in the Central Pacific Sector of the Southern Ocean
南大洋中太平洋区域区域碳循环模型的开发
Mesoscale Eddies Regulate Seasonal Iron Supply and Carbon Drawdown in the Drake Passage
中尺度涡流调节德雷克海峡的季节性铁供应和碳减少
  • DOI:
    10.1029/2021gl096020
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Jersild, Annika;Delawalla, Sara;Ito, Takamitsu
  • 通讯作者:
    Ito, Takamitsu
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    2017
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 30.84万
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