Войти
Фактор Ревелл ( фактор буфера) представляет собой отношение мгновенного изменения двуокиси углерода ( СО 2 ) к изменению общего растворенного неорганического углерода (DIC) и является мерой сопротивления атмосферному CO 2, поглощаемому поверхностным слоем океана. Коэффициент буферности используется для изучения распределения CO 2 между атмосферой и океаном и измеряет количество CO 2, которое может быть растворено в смешанном поверхностном слое. Он назван в честь океанографа Роджера Ревелла. Фактор Ревелла описывает способность океана поглощать атмосферный CO 2, и на него обычно ссылаются при анализе глобального баланса углерода и исследованиях антропогенного изменения климата.
Фактор Revelle = Δ [ CO 2]/[ CO 2] / Δ [DIC]/[DIC]где Δ [ CO 2] / [ CO 2] - мгновенное изменение p CO 2 и Δ [DIC] / [DIC] - мгновенное изменение растворенного неорганического углерода на поверхности океана.
Чтобы попасть в океан, углекислый газ должен разделиться на один из компонентов угольной кислоты : карбонат- ион, бикарбонат- ион или протонированную угольную кислоту, и продукт этих многих химических констант диссоциации влияет на «противодавление». это ограничивает скорость проникновения углекислого газа на поверхность океана.
Виды DIC, присутствующие в океанских водах, зависят от щелочности системы, и это показано на графике Бьеррума ниже (Рисунок 1). Карбонат преобладает в средах с более высоким pH (щелочных), тогда как углекислый газ преобладает в средах с более низким pH (кислых). Бикарбонат-ионы широко распространены в водах со средним pH. По мере снижения pH большая часть DIC будет присутствовать в виде CO 2 и, следовательно, увеличивает его парциальное давление (pCO 2), а коэффициент буферности будет увеличиваться. Повышенный коэффициент буферности приводит к снижению буферного эффекта, что может привести к поглощению большего количества CO 2 из атмосферы и еще большему снижению pH.
Рисунок 1: Кривые, иллюстрирующие молярную долю карбонатных разновидностей, присутствующих в морской воде, в зависимости от pH, с соленостью, установленной на уровне 5000 частей на миллион, и температурой, установленной на уровне 25 градусов Цельсия. Обратите внимание, что температура и соленость влияют на присутствующие карбонатные виды и меняются в зависимости от местоположения и сезона.
ДВС и щелочность определяют химию карбонатов и кислотно-основных факторов в Мировом океане, и их влияние на фактор Ревелла не является исключением. Отношение DIC к общей щелочности и изменения pCO 2 являются основной причиной изменчивости фактора Ревелла. Более высокие уровни DIC приводят к более низкому коэффициенту Revelle и, следовательно, большему эффекту буферизации. Более высокие уровни pCO 2 приводят к более высокому фактору Revelle, положительной обратной связи и, следовательно, к меньшему эффекту буферизации. Обычно коэффициент буферизации составляет от 8 до 13.
Способность океанических вод поглощать избыточный ( антропогенный ) CO 2 обратно пропорциональна значению фактора Ревелла. Следовательно, в современных океанах можно увидеть концентрации антропогенного CO 2, измерив фактор Ревелла; чем ниже коэффициент Ревелля, тем больше количество антропогенного CO 2. Низкие коэффициенты Ревелла обычно встречаются в более теплых тропических и субтропических водах, тогда как более высокие коэффициенты Ревелля встречаются в более холодных водах высоких широт Северной Атлантики. В северной части Тихого океана более высокий фактор Ревелла и более низкий уровень антропогенного CO. 2. Это связано с тем, что значения щелочности в северной части Тихого океана на целых 100 мкмоль / кг ниже, чем в Северной Атлантике.
Эффект Ревелля описывает, как только небольшая часть pCO 2 присутствует в океанской воде, когда в атмосферу добавляются гораздо большие количества. В зависимости от щелочности воды DIC присутствует в виде CO 3, HCO 3 или CO 2. Когда pH высокий (основной), фактор Ревелля наибольший, в результате чего большая часть DIC существует в виде HCO 3 или CO 3, а не CO 2. Таким образом, чем больше эффект буферизации (низкий коэффициент Revelle), тем больше DIC возникает в виде CO 3 или HCO 3, эффективно снижая уровни pCO 2 как в атмосфере, так и в океане.
