Carbon and transient dynamics: A bi-polar view of Southern Ocean eddies and the changing Arctic Ocean
Final Report Abstract
Das Projekt umfasste zwei Zielsetzungen. Das erste Teilziel war die Erforschung von Ozeanwirbeln. Diese sollten anhand von Spurengasen und weiteren Parametern hinsichtlich ihrer biogeochemischen Eigenschaften und Transportprozessen näher untersucht werden. Die Messungen der Spurengase Dichlordifluormethan und Schwefelhexafluorid waren Bestandteil dieses Projekts und sollten während der Polarstern Expedition ANT-XXVIII/3 im südlichen Ozean als Teil des Eddy-Pump Projekts durchgeführt werden. Das zweite Teilziel war auf den sich verändernden Arktischen Ozean fokussiert. Hierfür sollte ebenfalls wieder die beiden Spurengase Informationen über die Ventilationsprozesse auf dem Sibirischen Schelf und des russischen Kontinentalhangs liefern. Die Messungen waren als Teil der schwedisch-russischen Expedition SWERUS-C3 auf dem schwedischen Eisbrecher IB Oden geplant. Aufgrund einer außerplanmäßigen Verschiebung der SWERUS-C3 Expedition um ein Jahr, wurde als Ersatz an die Polarstern Expedition ARK-XXVII/1 in die Fram Straße teilgenommen. Hier wurden entlang der Verankerungskette bei 78°50’N die Spurengase gemessen, um somit ein Transportbudget von anthropogenem Kohlenstoff abschätzen zu können. Auch wurden Proben für die Messung von Gesamt-CO2 (DIC) und Alkalinität nach der Fahrt in Kiel genommen. Die Expedition in das Südpolarmeer lieferte aussagekräftige Daten, die eine neue Theorie über Sättigungszustände von Spurengasen hervorbrachte und eine Antithese zum bisherigen Forschungsstand im Südlichen Ozean bezüglich der Anwendung des TTD Modells darstellt. Weitere Forschungsarbeiten sind in diesem Zusammenhang notwendig um die Theorie auf ihre Richtigkeit hin zu untersuchen. Der primär geplante Teil des Projekts konnte vorerst aufgrund der erfolglosen Suche nach Ozeanwirbeln nicht erfüllt werden. Eine Wiederaufnahme dieses Teilbereichs erscheint dennoch sinnvoll und sollte weiterhin verfolgt werden. Basierend auf den neuen Daten aus der Fram Straße, konnte eine weitere Abschätzung des Transports von anthropogenem Kohlenstoff durch diese Passage erstellt werden. Ein klarer Verbesserungsbedarf wird durch die eingeschränkte Aussagekraft der Strömungsdaten aufgrund der hohen Fehlerbereiche deutlich. Die hohe Qualität der gemessenen Parameter steht hier leider in keinem Verhältnis zu den Verankerungsdaten. Die Berechnung des SF6-Überschusses im Zusammenhang mit den Daten aus dem Arktischen Ozean der SWERUS C-3 Expedition ermöglicht eine neue Methode zur Bestimmung der Verweildauer, beziehungsweise der Zirkulationszeit des Atlantikwassers in den arktischen Becken. Erste Ergebnisse dieses Projekts werden zum Jahresende 2015 erwartet. Zusammenfassend erbrachte die Bearbeitung dieses Projekt auf der einen Seite zwar nur teilweise Ergebnisse über die ursprünglich angestrebten Forschungsziele, aber auch Ergebnisse, die den Anstoß zu neuen und grundlegenden Veränderungen im Bereich der Spurengasanwendungen führen werden.
Publications
- Mesoscale features create hotspots of carbon uptake in the Antarctic Circumpolar Current. Deep-Sea Res. II, 2015
Jones, E.M., Hoppema, M., Strass, V., Hauck, J., Salt, L., Ossebaar, S., Klaas, C., van Heuven, S.M.A.C., Wolf-Gladrow, D., Stöven, T. and de Baar, H.J.W.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2015.10.006) - Ocean ventilation and anthropogenic carbon based on evaluated transient tracer applications, Dissertation, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Stöven, T.
- Perspectives of transient tracer applications and limiting cases, Ocean Science 11, 699-718, 2015
Stöven, T., Tanhua, T., Hoppema, M., and Bullister, J. L.
(See online at https://doi.org/10.5194/os-11-699-2015) - Recent transient tracer distributions in the Fram Strait: estimation of anthropogenic carbon content and transport, Ocean Science Discussions 12, 2189-2229, 2015
Stöven, T., Tanhua, T., Hoppema, M., and von Appen, W. J.
(See online at https://doi.org/10.5194/osd-12-2189-2015)
