
觀測和模擬的氣候學 。(A至C)啟用CP(即參考模型 , CP型)或靜音(CP型)時的地表氣候學(在0至10米深度上平均)每日觀測值(觀測值)和模型輸出 。DOY , 一年中的某一天 。連續的彩色線代表1981年至2021年的日平均值;虛線是SD 。上面的彩色條表示季節(按冬春夏秋順序)(A)DIC,(B)pH和(C)Pco2 。灰線表示與大氣平衡的Pco2 。垂直虛線表示DOY 50、180和300,其垂直Pco2輪廓在(D至F)中舉例說明 。在(D)DOY 50、(E)DOY 180和(F)DOY 300啟用或禁用CP的情況下,觀測和模擬Pco2的前50米的垂直剖面(1981-2021年的日平均值±SD) 。(A)至(C)的顏色代碼相同 。來源:科學進展(2024) 。DOI:10.1126/ciadv.ado5924
據洛桑大學:與世界上大多數湖泊一樣 , 日內瓦湖是溫室氣體的排放者,尤其是二氧化碳(CO2) 。每年,它產生的二氧化碳相當于洛桑市的汽車運輸量(約150000居民) 。這種現象——湖泊產生二氧化碳——多年來一直為人所知 。然而 , 關于工作機制存在廣泛的爭論 。
傳統科學理論認為 , 湖泊二氧化碳排放主要是由于周圍土壤中有機物的涌入 。這種物質來源于植物和動物殘留物的分解,通過降雨被帶入湖中,在那里被微生物分解,導致二氧化碳的釋放 。這個過程被稱為呼吸 。
雖然這一理論解釋了一些湖泊的行為,但它不適用于日內瓦湖,因為日內瓦湖從其海岸接收的有機物很少 。理論上,其年度碳平衡應該是中性的,冬季二氧化碳的產生(來自有機物分解和水混合)與夏季二氧化碳的吸收(由于藻類光合作用)相平衡 。那么,為什么日內瓦湖仍然排放大量的二氧化碳呢?
UNIL的一個科學家團隊剛剛破譯了所涉及的機制 。大部分排放實際上來自湖泊上游盆地巖石的自然侵蝕 。當雨水撞擊巖石時,會釋放出碳酸氫鹽和鈣離子,然后進入湖中 。夏天 , 在高溫和藻類生長的影響下——藻類會改變水的pH值并起到催化劑的作用——離子會形成石灰石微粒 。這被稱為方解石沉淀 。
這種化學反應釋放出二氧化碳,使湖泊在溫暖的季節呈現乳白色的藍綠色外觀 。藻類繼續吸收二氧化碳,但這不足以彌補巖石侵蝕造成的大量產量 。因此,額外的排放是地質過程的結果,而不僅僅是之前認為的生物過程 。
這一發現發表在《科學進展》上 。
“我們的研究結果不僅解釋了日內瓦湖的碳循環,還揭示了一個適用于世界上幾個五大湖的普遍過程,”UNIL地球科學與環境學院湖沼學教授、該研究的合著者Marie Elodie Perga解釋道 。
“自從我寫論文以來,這個問題一直困擾著我,”她解釋道 。“使用世界上獨一無二的科學基礎設施——LéXPLORE平臺,我們能夠在非常精細的尺度上觀察、建模和等效這些過程,為傳統的碳循環建模提供了缺失的部分 。”
該浮動實驗室位于日內瓦湖上,可以連續高頻監測與碳循環相關的各種參數 。
除了這一發現的純粹科學意義外,這一新數據對于對抗全球變暖至關重要 。
Perga解釋說:“每年都會進行評估,以確定我們星球上碳的排放者(來源)和儲存者(匯) 。深入了解二氧化碳如何在大陸、水和大氣之間自然運輸、儲存和轉化非常重要 。只有全球視野才能使我們采取有效行動應對全球變暖 。”
LéXPLORE平臺
LéXPLORE是一個10米x10米的科研平臺,位于瑞士日內瓦湖畔,距離海岸近600米 。它配備了高科技儀器(109個傳感器) , 在所有天氣條件下提供晝夜連續測量 。
LéXPLORE匯集了五個機構(EPFL、EAWAG、INRAE、UNIL、UNIGE) , 對湖泊及其大氣進行前沿的多學科研究 。它也被用作培訓和教學設施,以及公眾的普及工具 。
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