О ЖУРНАЛЕ

НОВОСТИ

АВТОРАМ

КОНТАКТЫ

ENGLISH

Первые оценки потоков углекислого газа на территории карбонового полигона «Геленджик»

The first estimates of carbon dioxide fluxes at the “Gelendzhik” carbon supersite

Пронина Ю.О., Полухин А.А., Борисенко Г.В., Степанова С.В., Очередник В.В., Хлебопашев П.В., Кременецкий В.В.

Julia O. Pronina, Alexander A. Polukhin, Gennadii V. Borisenko, Svetlana V. Stepanova, Vladimir V. Ocherednik, Pavel V. Khlebopashev, Viacheslav V. Kremenetsky

Институт океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва, Россия)

Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)

УДК 551.465

ВАК 11.00.07

Впервые выполнены оценки интенсивности и направления потока углекислого газа на территории морской части карбонового полигона «Геленджик», а также получены данные, характеризующие состояние карбонатной системы поверхностных вод Голубой бухты в ноябре 2022 г. Оценка состоянии карбонатной системы поверхностных вод показала, что средние значения равновесного рСО₂ в воде были достаточно высокими – 429 ppm. При этом средние значения парциального давления СО₂ в приводном слое атмосферы находились на уровне 430 ppm. В период наблюдений преобладал процесс инвазии СО₂ из атмосферы в воду. Средняя величина потока СО₂ через границу вода–атмосфера по разным оценкам составила от 0,16 ⁽³⁾ до 0,26 ⁽²⁾ ммоль/м²∙сут (для кубической и квадратичной параметризации соответственно). Оценки потоков углерода, выполненные с использованием кубической параметризации, оказались на 39,4% ниже, чем при использовании квадратичной параметризации ветра.

Ключевые слова:Черное море; карбоновый полигон; Голубая бухта; карбонатная система; поток углекислого газа; парциальное давление углекислого газа

For the first time, estimates of the intensity and direction of the carbon dioxide flux in the marine part of the “Gelendzhik” сarbon supersite were performed, and data characterizing the state of the carbonate system of the surface waters of the Golubaya Bay in November 2022 were obtained. An assessment of the state of the carbonate system of surface waters showed that the average values of the equilibrium partial pressure of CO₂ in the water were quite high – 429 ppm. At the same time, the average values of the pCO₂ in the near-water atmosphere were 430 ppm. During the observation period, the process of CO₂ invasion from the atmosphere into water prevailed. The average value of the CO₂ flux across the water-atmosphere boundary, according to various estimates, ranged from 0.16 ⁽³⁾ to 0.26 ⁽²⁾ mmol/m²∙day (for cubic and quadratic relationship, respectively). Estimates of carbon fluxes performed using cubic wind parametrization turned out to be 39.4% lower than using quadratic wind parametrization.

Keywords: Black Sea; сarbon supersite; Golubaya Bay; carbonate system; carbon dioxide flux; carbon dioxide partial pressure.

Введение

Наблюдаемые глобальные изменения климата Земли, происходящие на фоне все возрастающих концентраций двуокиси углерода в приземных слоях атмосферы, обуславливают повышенный интерес научного сообщества к изучению процессов переноса потоков СО₂ через границу океан–атмосфера. С начала промышленной революции глобальная концентрация СО₂ уже увеличилась с 280 до 424 ppm (данные обсерватории на Мауна-Лоа, Гавайи, за май 2023 г. https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/weekly.html), таким образом рост составил более 50%.

Мировой океан считается основным природным резервуаром, который способен поглотить избыточный СО₂ из атмосферы. В морской воде растворенный неорганический углерод содержится в форме растворенного углекислого газа, углекислоты H₂CO₃и ее солей (карбонатов Са и Mg), карбонатного СО₃^2- и гидрокарбонатного HCO₃^- ионов. Они тесно связаны между собой системой физико-химических равновесий и все вместе представляют собой карбонатную систему морских вод (КС). Карбонатная система является одной из самых сложных биогеохимических систем морских вод, смещение равновесий в которой может оказывать существенное влияние на протекание целого ряда процессов и явлений в океане и атмосфере (Horne, 1969; Millero, 2007; Riebesell et al., 2011).

По некоторым оценкам, с начала индустриальной эры океаны уже поглотили около одной трети антропогенных выбросов углерода (Feely et al., 2001; Sabine, Feely, 2007). Важно отметить, что океан не только способен поглощать углекислый газ из атмосферы, но также, при определенных условиях, может являться и его источником (Mignot et al., 2022). В одних и тех же районах океана в зависимости от парциального давления pСО₂ в атмосфере, сезона, времени суток, биологических и гидрофизических условий возможны разные по направлению потоки СО₂ между океаном и атмосферой (Takahashi et al., 2002).

Оценка вклада прибрежных экосистем в поглощение и выделение диоксида углерода является отдельной важной и сложной задачей. Площадь шельфовых зон морей и океанов сравнительно небольшая и составляет порядка 7% от общей площади Мирового океана. При этом, по существующим оценкам, именно шельфовые зоны поглощают более 20% избыточного СО₂ из атмосферы (Frankignoulle, Borges 2001; Borges, 2005, 2011). Однако в связи с многообразием прибрежных экосистем и сложностью протекающих в них биогеохимических процессов (включая интенсивное осадконакопление, трансформацию поступающего с материковым стоком органического и неорганического углерода и др.), а также недостаточным количеством натурных данных, эти оценки очень приблизительны и нуждаются в уточнении (Bauer et al., 2013).

Гидрохимия прибрежных районов морей и океанов отличается от гидрохимии глубоководных (открытых/центральных) территорий их акваторий. Это связано с быстрой изменчивостью и большим количеством факторов, влияющих на формирование гидрохимических характеристик прибрежных вод. Среди них высокая продуктивность, наличие поверхностного и подземного пресного материкового стока, а также вертикальное перемешивание (вследствие малой глубины) и существенная антропогенная нагрузка, которая постоянно растет (Lasserre, Martin, 1986; Gattuso et al., 1998; Addey et al., 2021). На этом фоне в прибрежной части акваторий уже наблюдаются смещения равновесий карбонатной системы вод – увеличение рСО₂ в воде и, как следствие, уменьшение величины рН (Kempe, 1995; Frankignoulle et al., 1996).

Гидрохимические характеристики вод Черного моря имеют существенные особенности – соленость черноморских вод, в отличие от океанских, почти в 2 раза ниже и в среднем на поверхности составляет 18 епс, при этом содержание общей щелочности (Alk) и общего растворенного неорганического углерода (TCO₂) ~ в 1,5 выше (Иванов, Дулов, 2014). Направление и объем потока СО₂ на границе вода–атмосфера меняется в зависимости от района Черного моря и имеет ярко выраженную сезонную изменчивость (Жоров и др., 1979; Жоров и др., 1981; Земляной и др., 1984; Моисеенко и др., 2010).

По имеющимся данным, ранее на акватории Черного моря преобладал процесс инвазии углекислого газа из атмосферы в воду, поскольку равновесное парциальное давление углекислого газа pСО₂ в поверхностных водах было ниже, чем в атмосфере. Однако стремительное увеличение содержания диоксида углерода в поверхностном слое черноморских вод привело к существенному уменьшению водородного показателя рН и уровню насыщенности вод арагонитом и к снижению (примерно в 2 раза) способности Черного моря к поглощению диоксида углерода из атмосферы (Моисеенко и др., 2010).

Ярким примером прибрежной части Черного моря, где проводились многолетние исследования динамики компонентов КС и потоков СО₂, является Севастопольская бухта. В целом, в отличие от большинства прибрежных акваторий, в период с 1998 по 2015 гг. Севастопольская бухта поглощала углекислый газ из атмосферы (за исключением лета 2014 г.). При этом отмечается, что максимальные значения величины потока поглощения СО₂ преимущественно приходились на зимний период, что объясняется влиянием температурного фактора. В период наблюдений 2009–2015 гг. было зафиксировано уменьшение среднегодовых значений рН с 8,37 до 8,29 в поверхностных водах. А существенное увеличение рСО₂ в придонном и поверхностном слоях бухты (до 23%) за период с 2009–2015 гг. свидетельствуют о негативных изменениях, приводящих к трансформации природного цикла углерода (Моисеенко, Орехова, 2011; Орехова и др., 2016).

Данные, полученные в ряде исследований на Черноморском экспериментальном полигоне у южного берега Крыма в период 2010–2014 гг., показывают, что, в отличие от Севастопольской бухты, воды в прибрежной зоне южного берега Крыма устойчиво поглощают СО₂ из атмосферы только в холодный позднеосенний и в зимний периоды, тогда как в теплое время года преобладает эвазия СО₂(Иванов, Дулов, 2014; Хоружий, Коновалов, 2014; Хоружий, 2018).

Параметры карбонатной системы вод Голубой бухты и потоки СО₂ на ее акватории ранее не исследовались. Голубая бухта является прибрежной частью территории карбонового полигона «Геленджик», цель создания которого – изучение потоков климатически активных газов. В отличие от достаточно хорошо изученной территории Севастопольской бухты, экосистема Голубой бухты не подвержена столь сильному антропогенному воздействию, но обладает необходимыми характеристиками (наличие инфраструктуры, речного стока р. Ашамба, прибрежных апвеллингов). Все это делает выбранный участок удобным для изучения процессов переноса парниковых газов и выявления вклада различных факторов, а в последующем позволит обобщить полученные результаты на аналогичные экосистемы.

Материалы и методы

Исследования состояния карбонатной системы и потоков углекислого газа на территории морской части карбонового полигона «Геленджик» впервые были начаты в ноябре 2022 г. Работы проводились в Голубой бухте (Геленджикский район, Краснодарский край) на базе Южного отделения Института океанологии РАН. Для проведения исследований была выбрана точка на пирсе, в 100 м от берега, где, в контейнерной лаборатории, установлена действующая метеостанция.

Непрерывные измерения атмосферных параметров (температура воздуха, скорость (U) и направление ветра, парциальное давление углекислого газа в атмосфере – pСО₂) проводились с 7 по 18 ноября 2022 г. (8 и 13 ноября pСО₂в атмосфере не измерялось). Датчики метеостанции Davis Vantage Pro2 (США), непрерывно регистрирующие температуру воздуха (приборная погрешность ±0,3^оС), скорость и направление ветра (приборные погрешности ±1 м/с и 3^о соответственно), расположены в приводном слое атмосферы на высоте ~10 м над уровнем моря. Для измерения атмосферного pCO₂ в контейнерной лаборатории нами был установлен газоанализатор SBA-5 (PP Systems, США), приборная погрешность ±1%. Отбор проб воздуха осуществлялся на той же высоте, где установлены датчики метеостанции, с помощью выведенных силиконовых трубок. Регистрация метеопараметров производилась каждую минуту, pCO₂– каждую секунду.

В то же время в поверхностном слое вод Голубой бухты (на глубине 0–0,5 м) проводился отбор проб воды. Глубина в месте отбора проб составляет ~ 6 м. Пробы отбирались в течение 10 дней в период с 7 по 18 ноября 2022 г. каждые 3 часа с 9:00 до 21:00 (8 и 13 ноября пробы воды не отбирались), а в период с 9:00 17 ноября до 6:00 18 ноября была выполнена суточная станция (пробы дополнительно отбирались в ночное время). Температура (T_в) и соленость (Sal) вод фиксировались в момент отбора с помощью портативного CTD-зонда CastAway (США), приборная погрешность, заявленная производителем, для температуры ±0,05^оС, солености ±0,1 епс.

В отобранных пробах (всего 44 пробы) измерялась карбонатная пара – рН и общая титруемая щелочность (Alk). Анализ проводился на базе Лаборатории химии ЮО ИО РАН. Щелочность определялась методом прямого титрования с потенциометрическим определением конца титрования (Бордовский, Чернякова, 1992), прибор для определения – автотитратор SI Analytics 5000M2 (Германия), погрешность бюретки ±5 мкмоль. Для определения рН (шкала NBS) применялся потенциометрический метод (Бордовский, Чернякова, 1992), прибор для определения – рН-метр Metrohm 914 (Швейцария), приборная погрешность ±0,003. Калибровка электрода осуществлялась по трем точкам (частота калибровки – 1 раз в день), с использованием буферов Metrohm 4,00, 7,00 и 9,00 (погрешность буферов ±0,02 при 25^оС). Измерения проводились в трех повторностях, полученные значения осреднялись.

Расчет неизвестных параметров карбонатной системы, включая равновесное pCO₂в воде, производился в программе CO2sys, версия 2.3 от 18.11.2016 г. (Pierrot et al., 2011), с использованием измеренной пары карбонатных параметров (pH и Alk). В расчете применялись константы диссоциации угольной кислоты по Рою (Roy et al., 1993), константа диссоциации иона HSO₄ – по Диксону (Dickson, 1993).

Расчет потоков углекислого газа (F_СО2) проводился на основе квадратичной (Wanninkhof, 2014) и кубической (Wanninkhof, McGillis, 1999) параметризаций, с использованием данных равновесного pCO₂в воде и pCO₂ в атмосфере, а также скорости ветра в приводном слое (значения скорости ветра и pCO₂ в атмосфере осреднялись за каждый трехчасовой интервал). При отсутствии данных (в ночное время, когда пробы воды не отбирались) для расчета потоков использовались средние за текущие сутки значения равновесного рСО₂ в воде.

Результаты и обсуждение

В исследуемый период основные измеряемые параметры в приводном слое атмосферы (температура воздуха, скорость и направление ветра) отличались значительной изменчивостью. Их средние значения, стандартные отклонения (S) и амплитуды изменчивости приведены в таблице 1.

Таблица 1. Средние значения, их стандартные отклонения (S) и амплитуды изменчивости, температуры воздуха (T_атм), скорости ветра (U), pСО₂ в воде (pCO_{2 вода}), pСО₂ в приводном слое атмосферы (pCO_{2 атм}) и оценки интенсивности потока СО₂ на границе вода–атмосфера на основе квадратичной F ⁽²⁾и кубической F ⁽³⁾ параметризаций Ваннинкова в акватории Голубой бухты в период наблюдений

Температура воздуха в Голубой бухте изменялась в пределах от 1,8 до 17°С, коэффициент вариации (далее – V) составил 39%. Максимум был зафиксирован 10 ноября в 15 часов дня, минимум – ночью 16 ноября с 1:00 до 2:00, среднее значение составило 10,8°С. В среднем минимумы температуры наблюдались в вечернее время отборов (21 час), максимумы – в дневное время (12 часов дня).

Скорость ветра в период наблюдений изменялась от 0 до 17,9 м/с, среднее значение составило 4,3 м/с (V=70%). В направлении преобладали ветры северных и северо-восточных румбов со скоростями до 1–15 м/с, однако наибольшие скорости ветра наблюдались при юго-западных румбах 16 и 17 ноября, что отразилось и на значениях температуры воздуха в этот период. В целом при ветре с юга температура воздуха увеличивалась, при ветре с севера – уменьшалась.

Парциальное давление СО₂ в приводном слое атмосферы, напротив, характеризовалось незначительной изменчивостью в рассматриваемый период времени, рассчитанный коэффициент вариации составил 3,5% (рис. 1, табл. 1). Осредненные за 5 минут результаты измерений pCO₂ показали, что оно изменялось от 408 до 470 ppm при среднем значении 430 ppm. При этом минимальное зафиксированное значение pCO₂ составило 408 ppm, а максимальное – 474 ppm. Среднесуточное pCO₂ изменялось от 415 до 441 ppm (рис. 1). В начале наблюдений минимумы pCO₂ преимущественно наблюдались в дневное время, после начала воздействия сильного южного ветра (16 ноября) время фиксировавшихся минимальных значений сместилось на вечернее и ночное время. Обратная ситуация отмечена относительно максимальных значений pCO₂, главным образом наблюдавшихся в период с 4 до 8 часов утра. В среднесуточном распределении за 2 недели наблюдений заметен тренд к снижению параметра, скорее всего вызванный сменой более теплых воздушных масс на более холодные. Метеорологическим фактором этой смены, по-видимому, стал зародившийся в период 12–14 ноября крупный циклонический вихрь с центром в районе г. Челябинск (по данным сайта earth.nullschool.net) и дальнейшей его трансформацией на периферии, как раз в районе северо-восточной части Черноморского региона России.

Рис. 1. Временной ход pCO₂ в приводном слое атмосферы в Голубой бухте в период наблюдений: среднее за час (1) и скользящее среднее за сутки (2)

На основе полученных данных (рН, Alk, T_в и Sal) были рассчитаны параметры карбонатной системы поверхностных вод. Средние значения параметров КС, их стандартные отклонения (S) и амплитуды изменчивости представлены в таблицах 2 и 3. В исследуемый период все параметры карбонатной системы характеризовались слабой изменчивостью, а рассчитанные коэффициенты вариаций не превышали 10%. Так, коэффициенты вариации температуры и солености в поверхностном слое составили 3,4% и 0,6% соответственно. Температура воды (T_в) изменялась в интервале 15,57–17,51°С, соленость – в интервале 18,05–18,5 епс. Средние значения температуры и солености составили 16,56°С и 18,37 епс.

Таблица 2. Измеряемые параметры КС: средние значения, их стандартные отклонения (S) и амплитуды изменчивости температуры (T_в), солености (S), рН, общей щелочности (Alk), в поверхностном слое вод Голубой бухты (Черное море) в период наблюдений

Таблица 3. Рассчитанные параметры КС: средние значения, их стандартные отклонения (S) и амплитуды изменчивости общего растворенного неорганического углерода (TCO₂) концентраций гидрокарбонатного (HCO₃^-), карбонатного ионов (CO₃^2-) и растворенного СО₂, а также показателей насыщения кальцитом Ω_Са и арагонитом Ω_Ar в поверхностном слое вод Голубой бухты (Черное море) в период наблюдений

Значения водородного показателя рН были достаточно высокими, характеризовались наименьшей изменчивостью (V=0,4%) и варьировали в диапазоне от 8,30 до 8,45, при среднем значении 8,38. Минимальные значения рН (8,30–8,31 ед.) наблюдались 9 ноября в течение всего дня с 9:00 до 21:15. Это может быть частично связано с высокими значениями температуры воды (средние за день значения составили 17,16^оС) в этот период (чем выше температура морской воды, тем ниже значения рН при прочих равных условиях), но также нельзя исключать и влияние других факторов, которые нами не исследовались. Максимальное значение рН (8,45) было зафиксировано вечером 16 ноября в 21:01 на фоне T_в=15,92^оС.

Наибольшая изменчивость была характерна для концентрации растворенного в воде СО₂ (V=9,5%) и показателей насыщения вод кальцитом Ω_Са и арагонитом Ω_Ar (коэффициенты вариации составили 5,5% и 5,4%). Концентрации СО₂ менялись в диапазоне 13,9–20,5 мкмоль (при среднем значении 16,4 мкмоль). Значения общей щелочности были высокими, что характерно для Черного моря (Иванов, Белокопытов, 2011), и изменялись слабо (V=0,5%), амплитуда изменчивости находилась в диапазоне 3288–3366 мкмоль, при среднем значении 3327 мкмоль.

Равновесное парциальное давление углекислого газа в воде рСО₂ – это расчетная величина, обратно пропорциональная измеряемой величине рН, поэтому изменчивость данного параметра непосредственно связана с изменчивостью значений рН, что хорошо видно на представленном графике (рис. 2). Значения рН и рСО₂в воде зависят от температуры воды, это влияние сложно и разнонаправлено, однако, температура не является единственным фактором, определяющим эти показатели. Температура влияет на растворимость углекислого газа и на смещение равновесий в КС вод, а также на процессы образования и разложения органического вещества и некоторые другие. Согласно закону Генри, чем выше значения температуры воды, тем ниже растворимость СО₂ и тем, при прочих равных условиях, выше равновесное рСО₂ в воде (при неизменной концентрации СО₂ в воде, значения рСО₂ в воде будут тем выше, чем выше температура). При этом, чем выше температура морской воды, тем ниже величина рН, а значит значение рСО₂ выше.

Рис. 2. Изменчивость парциального давления СО₂ в атмосфере – pCO_{2 атм}(1), равновесного парциального давления CO₂ в воде – pCO_{2 вода}(2), водородного показателя рН (3) и температуры воды – T_в(4) в поверхностном слое вод Голубой бухты в период наблюдений

На графиках временной изменчивости (рис. 2) видно, что период с 7 по 9 ноября, где значения температуры воды были повышены, сопровождался пониженными значениями рН и максимальными значениями рСО₂ в воде, тогда как понижение температуры воды с 12 ноября, наоборот, сопровождалось повышенными значениями рН и пониженными значениями равновесного парциального рСО₂ в воде. Наши расчеты показали, что значения рСО₂ в воде были высокими и изменялись в диапазоне от 356 до 545 ppm, при среднем значении 429 ppm (V=10,5%). Высокие значения рСО₂ в воде отчасти были связаны с повышенной (для ноября) температурой воды. Среднемесячные значения температуры воды в ноябре в районе исследований составляют 13,60°С (по данным электронного атласа «Климат морей России и ключевых районов Мирового океана» – www.esimo.ru), тогда как в период с 7–18 ноября 2022 г. среднее значение температуры было выше и составляло 16,56°С.

Зная равновесное рСО₂в воде и рСО₂ в атмосфере, можно оценить направление потока CO₂на границе поверхности моря с атмосферой. Известно, что на скорость потока газов оказывают влияние множество параметров (ветер, наличие пены, брызг, пузырьков и др.), среди которых скорость ветра в приводном слое атмосферы является определяющим (Wanninkhof, McGillis, 1999; Wanninkhof, 2014). На сегодняшний день существуют разные параметризации, позволяющие оценить поток СО₂. Среди наиболее часто используемых можно выделить квадратичную и кубическую параметризации Ваннинкова (Wanninkhof, McGillis, 1999; Wanninkhof, 2014). Оценки, проведенные для шельфа Восточно-Сибирского моря, показывают, что при небольших скоростях ветра (3,6–9,3 м/с) предпочтительным является использование кубической параметризации Ванникова со среднечасовым или среднесуточным осреднением скорости ветра. Тогда как оценки, выполненные с использованием квадратичной параметризации, оказались завышенными (Пипко и др., 2008). Для Черного моря до настоящего времени таких исследований не проводилось. В связи с чем, для сравнения, в данной работе оценки потоков СО₂ рассчитаны с использованием двух параметризаций Ваннинкова – квадратичной и кубической (Wanninkhof, McGillis, 1999; Wanninkhof, 2014).

Средние значения равновесного pСО₂ в воде, pСО₂ в приводном слое атмосферы и среднесуточной интенсивности потока СО₂ и их амплитуды изменчивости представлены в табл. 1. По временному ходу на рис. 2 видно, что с 10 ноября равновесное рСО₂в воде преимущественно ниже рСО₂в атмосфере, поэтому с 10 ноября до конца периода наблюдений большую часть времени (за исключением 18 ноября) направление потока рСО₂было направлено из атмосферы в воду.

Временной ход интенсивности и направления обмена CO₂ на границе вода–атмосфера представлен на рис. 3. По разным оценкам в период наблюдений интенсивность потока изменялась в пределах от -4,46 до 9,06 ммоль/м²∙сут. Среднесуточная амплитуда изменчивости составила от -2,95 ⁽²⁾ до 1,57 ⁽²⁾ ммоль/м²∙сут для квадратичной параметризации и от -3,07 ⁽³⁾ до 1,85 ⁽³⁾ ммоль/м²∙сут для кубической (здесь и далее индекс (2) означает, что расчет проведен с использованием квадратичной параметризации ветра, (3) – кубической параметризации ветра). С 7 по 9 ноября поток был направлен из воды в атмосферу с интенсивностью в среднем 1,27 ⁽²⁾ (0,58 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут. Это связано с высоким pCO₂ в воде в данный период (до 545 ppm), который наблюдался на фоне достаточно высоких значений температуры воды, а также мог быть обусловлен особенностями продукционно-деструкционных процессов, которые нами не изучались (рис. 2).

Рис. 3.Временной ход потока углекислого газа в Голубой бухте в период наблюдений, где F ⁽²⁾ – квадратичная, а F ⁽³⁾ – кубическая параметризации Ваннинкова. Положительные значения характеризуют поток в атмосферу (эвазия), отрицательные – из атмосферы (инвазия)

После 9 ноября поток CO₂ в основном был направлен в воду, интенсивность поступления не превышала -2,9 ⁽²⁾ (-3,07 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут, при среднем значении - 0,93 ⁽²⁾ (-0,66 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут; минимальные значения, близкие к нулю, отмечены в период теплой безветренной погоды 12–14 ноября. С началом интенсификации ветрового воздействия во второй половине дня 15 ноября поток CO₂ в воду заметно усилился, достигнув максимума -4,46 ⁽²⁾ (-4,47 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут в полдень 17 ноября. Направление потока резко изменилось на положительное (в атмосферу) в ночь на 18 ноября, достигнув максимального значения в 6,18 ⁽²⁾ (9,06 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут. Это произошло на фоне резкой смены направления ветра, после чего в течение дня направление дважды менялось на противоположное.

Таким образом, несмотря на позднеосенний сезон, когда средняя температура поверхностного слоя вод Голубой бухты сравнительно невысока, а значит растворимость углекислого газа повышается и создаются условия для поглощения СО₂, среднее за 10 дней значение потока было низким и составило -0,26 ⁽²⁾ (-0,16 ⁽³⁾) ммоль/м²∙сут с преимущественным направлением потока из атмосферы в воду. Это обусловлено преобладанием низких скоростей ветра в период наблюдений (U_ср=4,3 м/с) и высоким насыщением поверхностных вод СО₂.

Если сравнить полученные нами оценки с результатами более ранних исследований (на акваториях Севастопольская бухты и у южного берега Крыма), то можно сказать, что в части выводов о том, что в холодное время года в прибрежной зоне Черного моря преобладает инвазия СО₂ из атмосферы, они совпадают (Орехова и др., 2016; Хоружий, 2018). Однако наши оценки интенсивности потоков в ноябре 2022 г. оказались несколько ниже, чем данные, полученные в ряде исследований на Черноморском экспериментальном полигоне у южного берега Крыма, где в холодное время года (октябрь, ноябрь 2012–2014 гг.) диапазон изменений средней интенсивности потока в течение суток был шире – от 0,3 до 16,7 ммоль/м²∙сут, а средние значения выше (Хоружий, 2018).

Выполненные оценки показали, что за 10 дней наблюдений в акваторию морской части полигона, составляющую приблизительно 18 км², поступило примерно 0,3 ⁽³⁾–0,6 ⁽²⁾ тонн углерода (1,3 ⁽³⁾–2,1 ⁽²⁾ т СО₂), т.е. в среднем в исследуемый период поступало порядка 0,03 ⁽³⁾–0,06 ⁽²⁾ т С/сут (0,13 ⁽³⁾–0,21 ⁽²⁾ т СО₂/сут). Если предположить, что полученные за 10 дней наблюдений данные репрезентативны для всего месяца, то в акваторию морской части полигона поступило около 1,0 ⁽³⁾–1,7 ⁽²⁾ тонн углерода (3,8 ⁽³⁾–6,2 ⁽²⁾ т СО₂). Оценка носит грубый характер, не учитывает пространственную изменчивость полей температуры и скорости ветра, перемешивания. В связи с чем необходимо применять модельные расчеты для более точной оценки изменчивости и прогноза интенсивности обмена углекислым газом в будущем.

Заключение

В результате проведенных измерений в период с 7 по 18 ноября 2022 г. получены данные изменчивости характеристик приводного слоя атмосферы и параметров карбонатной системы поверхностных вод в акватории Голубой бухты, являющейся частью территории карбонового полигона «Геленджик».

Была выявлена декадная (за 10 дней наблюдений) и межсуточная изменчивость парциального давления углекислого газа в приводном слое атмосферы прибрежной зоны северо-восточной части Черного моря в позднеосенний сезон. Парциальное давление СО₂ характеризовалось незначительной изменчивостью в период наблюдений, рассчитанный коэффициент вариации составил 3,5% (при этом амплитуда изменчивости была высокой, разброс значений достигал 64 ppm). Осредненные за 5 минут результаты измерений pCO₂ показали, что оно изменялось от 408 до 470 ppm при среднем значении 430 ppm. Межсуточная изменчивость pCO₂была значительно ниже – от 415 до 441 ppm (амплитуда составила не более 26 ppm).

Оценка состояния карбонатной системы поверхностных вод Голубой бухты показала, что средние значения равновесного рСО₂ в воде были достаточно высокими – 429 ppm и варьировали в диапазоне от 356 до 545 ppm (V=10,5%). Высокие значения рСО₂ в воде отчасти были связаны с повышенными (для ноября) значениями температуры воды.

Также можно предположить, что высокие значения рСО₂вод акватории в позднеосенний сезон являются индикатором того, что поверхностные воды прибрежной зоны северо-восточной части Черного моря близки к насыщению, и в скором времени продолжительность периодов эвазии (поток СО₂ из воды в атмосферу) может возрасти.

Скорость ветра, определяющая интенсивность газообмена на границе вода–атмосфера, отличалась значительной изменчивостью (V=70%), однако ее средние значения были невысоки – 4,3 м/с. Это определило довольно низкие средние значения интенсивности потока СО₂ через границу вода–атмосфера в пределах от 0,16 ⁽³⁾ до 0,26 ⁽²⁾ ммоль/м²∙сут (для кубической и квадратичной параметризации соответственно). При этом поток СО₂ отличался высокой изменчивостью, как на протяжении всего периода исследований (V ⁽³⁾=1030%, V ⁽²⁾=621%), так и при сравнении среднесуточных показателей (V ⁽³⁾=790%, V ⁽²⁾ =516%). Важно отметить преобладание процесса инвазии СО₂ из атмосферы, что согласуется с результатами более ранних исследований в прибрежной зоне Черного моря в позднеосенний период (Орехова и др., 2016; Хоружий, 2018).

Расчеты в абсолютных величинах показали, что по разным оценкам за 10 дней наблюдений в акваторию морской части карбонового полигона «Геленджик» поступило порядка 0,3 ⁽³⁾–0,6 ⁽²⁾ тонн углерода (1,3 ⁽³⁾–2,1 ⁽²⁾ т СО₂), т.е. можно предположить, что в ноябре 2022 г. эти значения составили примерно 1,0 ⁽³⁾–1,7 ⁽²⁾ тонн углерода (3,8 ⁽³⁾–6,2 ⁽²⁾ т СО₂).

Оценки потоков углерода, выполненные с использованием кубической параметризации, оказались на 39,4% ниже, чем при использовании квадратичной параметризации ветра. Одной из важнейших задач на будущее является проведение серии прямых измерений потоков СО₂ на территории карбонового полигона «Геленджик». Это позволит уточнить существующие оценки потоков (в том числе и для аналогичных прибрежных экосистем Черного моря), обоснованно выбрать наиболее предпочтительную параметризацию для региональных расчетов, а также определить региональный коэффициент переноса СО₂ через границу вода–атмосфера.

Работа выполнена в рамках Соглашения с Министерством образования и науки РФ № 075-15-2021-941 (анализ гидрологических и метеорологических данных).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.

Список литературы

Бордовский О.К., Чернякова А.М. Современные методы гидрохимических исследований океана. – Москва: Издательство АН СССР. Ин-т Океанологии, 1992. – 200 с.
Жоров В.А., Абакумова Т.Н., Совга Е.Е., Ляшенко С.В. Об обмене СО2 между морем и атмосферой в некоторых районах Черного моря // Океанология. 1981. T. 21, №1. С. 55–62.
Жоров В.А., Совга Е.Е., Абакумова Т.Н. Геохимические особенности распределения CO₂ в некоторых районах Черного моря // Геохимия. 1979. №9. С. 1392–1403.
Земляной А.Д., Батраков Г.Ф., Еремеев В.Н. Оценка скорости обмена CO₂ между атмосферой и черноморскими водами по радиоуглеродным данным // Комплексные океанографические исследования Черного моря. – Севастополь: МГИ АН Украины, 1984. – С. 120–125.
Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2011. – 212 с.
Иванов В.А., Дулов В.А. Мониторинг прибрежной зоны на Черноморском экспериментальном подспутниковом полигоне. – Севастополь: НАН Украины, Морской гидрофизический институт, 2014. – 526 с.
Моисеенко О.Г., Коновалов С.К., Козловская О.Н. Внутригодовые и многолетние изменения карбонатной системы аэробной зоны Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2010. №6. С. 42–57.
Моисеенко О.Г., Орехова Н. А. Исследование механизма многолетней эволюции цикла углерода в экосистеме Севастопольской бухты // Морской гидрофизический журнал. 2011. №2. С. 72–83.
Орехова Н.А., Медведев Е.В., Коновалов С.К. Характеристики карбонатной системы вод Севастопольской бухты в 2009-2015 гг. // Морской гидрофизический журнал. 2016. №3 (189). С. 40–51.
Пипко И.И., Репина И.А., Салюк А.Н., Семилетов И.П., Пугач С.П. Результаты сравнения расчетных и измеренных величин потоков СО₂ между океаном и атмосферой в юго-западной части Восточно-Сибирского моря // Доклады Академии наук. 2008. Т. 422, №1. С. 110–114.
Хоружий Д.С. Изменчивость потока СО₂ на границе раздела вода-атмосфера в прибрежных водах Черного моря на разных масштабах времени в 2010-2014 гг. // Морской гидрофизический журнал. Т. 34, №5 (203). С. 434–445. DOI: https://doi.org/10.22449/0233-7584-2018-5-434-445
Хоружий Д.С., Коновалов С.К. Суточный ход и межсуточные изменения содержания углекислого газа и растворенного неорганического углерода в прибрежных водах Черного моря // Морской гидрофизический журнал. 2014. №1. С. 28–43.
Addey C., Jiang Z., Chen J., Afelumo A., Adesina B., Osanyintuyi A. The Variability of Partial Pressure of Carbon Dioxide (pCO2) in a River-Influenced Coastal Upwelling System: A Case of the Northeast Pacific Coast //Journal of Geoscience and Environment Protection. 2021. V. 9, №7. P. 133–148. DOI: https://doi.org/10.4236/gep.2021.97009
Bauer J.E., Cai W.J., Raymond P.A., Bianchi T.S., Hopkinson C.S., Regnier P.A.G. The changing carbon cycle of the coastal ocean // Nature. 2013. V. 504, №7478. P. 61–70. DOI: https://doi.org/10.1038/nature12857
Borges A.V. Do we have enough pieces of the jigsaw to integrate CO₂ fluxes in the coastal ocean? // Estuaries. 2005. V. 28. P. 3–27. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02732750
Borges A.V. Present day carbon dioxide fluxes in the coastal ocean and possible feedbacks under global change. – Duarte P., Santana-Casiano J. (eds.). Oceans and the atmospheric carbon content. – Dordrecht: Springer, 2011. P. 47–77. DOI: https://doi.org/10.1007/978-90-481-9821-4_3
Dickson A.G. The measurement of sea water pH // Marine Chem. 1993. V. 44, №2–4. P. 131–142. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-4203(93)90198-W
Feely R.A., Sabine C.L., Takahashi T., Wanninkhof R. Uptake and storage of carbon dioxide in the ocean: The global CO₂ survey // Oceanography-Washington DC-Oceanography Society. 2001. V. 14, №4. P. 18–32.
Frankignoulle M., Borges A.V. European continental shelf as significant sink for atmospherically carbon dioxide // Global Biogeochem cycles. 2001. V. 15, №3. P. 569–576. DOI:https://doi.org/10.1029/2000GB001307
Frankignoulle M., Bourge I., Wollast R. Atmospheric СО₂ fluxes in a highly polluted estuary (the Scheldt) // Limnology and Oceanography. 1996. V. 41, №2. P. 365–369. DOI: https://doi.org/10.4319/lo.1996.41.2.0365
Gattuso J.P., Frankignoulle M., Wollast R. Carbon and carbonate metabolism in coastal aquatic ecosystems // Annual Review of Ecology and Systematics. 1998. V. 29, №1. P. 405–434. DOI:https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.29.1.405
Horne R.A. Marine Chemistry. – New York: Inter-Science, 1969. – 568 p.
Kempe S. Coastal seas: a net source or sink of atmospheric carbon dioxide? – Texel, Netherlands: LOICZ Report and Studies, 1995, V. 1. – 27 p.
Lasserre P., Martin J.M. (ed.). Biogeochemical processes at the land-sea boundary. – Elsevier, 1986. – 214 p.
Mignot A., von Schuckmann K., Landschützer P., Gasparin F., van Gennip S., Perruche C., Lamouroux J., Amm T. Decrease in air-sea CO₂ fluxes caused by persistent marine heatwaves // Nature Communications. 2022. V. 13, № DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-31983-0
Millero F.J. The Marine Inorganic Carbon Cycle // Chem. Rev. 2007. V. 107, №2. P. 308–341. DOI:https://doi.org/10.1021/cr0503557
Pierrot D.E., Wallace D.W.R., Lewis E. MS Excel program developed for CO₂ system calculations. – Carbon dioxide information analysis center, 2011. DOI:https://doi.org/10.3334/CDIAC/otg.CO2SYS_XLS_CDIAC105a
Riebesell U., Fabry V.J., Hansson L. Gattuso J.-P. (eds.). Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting. – Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 2011. – 258 p. DOI: https://doi.org/10.2777/66906
Roy R.N., Roy L.N., Vogel K.M., Porter-Moore C., Pearson T., Good C.E., Millero F.J., Campbell D.M. The dissociation constants of carbonic acid in seawater at salinities 5 to 45 and temperatures 0 to 45 ℃ // Marine Chem. 1993. V. 44, №2–4. P. 249–267. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-4203(93)90207-5
Sabine C.L., Feely R.A. The oceanic sink for carbon dioxide // Reay D., Hewitt N., Grace J., Smith K. (eds.). Greenhouse Gas Sinks. – Oxfordshire: CABI Publishing, 2007. – P. 31–49. DOI: https://doi.org/10.1079/9781845931896.0031
Takahashi T., Sutherland S.C., Sweeney C., Sweeney C., Poisson A., Metzl N., Tilbrook B., Bates N., Wanninkhof R., Feely R.A., Sabine C., Olafsson J., Nojiri Y. Global sea–air CO₂ flux based on climatological surface ocean pCO₂, and seasonal biological and temperature effects // Deep Sea Res., Part II. 2002. V. 49, №9–10. P. 1601–1622. DOI: https://doi.org/10.1016/S0967-0645(02)00003-6
Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean revisited // Limnology and Oceanography: Methods. 2014. V. 12, №6. P. 351–362. DOI: https://doi.org/10.4319/lom.2014.12.351
Wanninkhof R., McGillis W.R. A cubic relationship between air-sea CO₂ exchange and wind speed // Geophys. Res. Lett. 1999. V. 26, №13. P. 1889–1892. DOI: https://doi.org/10.1029/1999GL900363

Статья поступила в редакцию 14.11.2023
После доработки 14.12.2023
Статья принята к публикации 15.12.2023

Об авторах

Пронина Юлия Олеговна – Julia O. Pronina

младший научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia), Лаборатория биогидрохимии

jpronina2013@yandex.ru

https://orcid.org/0009-0003-5524-0255

Полухин Александр Анатольевич – Alexander A. Polukhin

кандидат физико-математических наук
старший научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia), Лаборатория биогидрохимии

polukhin@ocean.ru

https://orcid.org/0000-0003-1708-1428

Борисенко Геннадий Валерьевич − Gennadii V. Borisenko

gennady.val.borisenko@gmail.com

https://orcid.org/0000-0001-5446-7608

Степанова Светлана Валерьевна − Svetlana V. Stepanova

научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia), Лаборатория биогидрохимии

s.stepanova87@gmail.com

https://orcid.org/0009-0001-6963-8171

Очередник Владимир Владимирович − Vladimir V. Ocherednik

научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia), Лаборатория гидрофизики и моделирования ЮО ИО РАН

v.ocherednik@ocean.ru

https://orcid.org/0000-0002-3593-7114

Хлебопашев Павел Вадимович − Pavel V. Khlebopashev

pvkh1999@mail.ru

https://orcid.org/0009-0002-0244-9760

Кременецкий Вячеслав Вячеславович − Viacheslav V. Kremenetsky

кандидат физико-математических наук
ведущий научный сотрудник, Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, Россия (Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia), Лаборатория экспериментальной физики океана

sk@ocean.ru

https://orcid.org/0000-0003-3313-5908

Корреспондентский адрес: Россия, 117997, г. Москва, Нахимовский проспект, 36, ИО РАН.

ССЫЛКА:

Пронина Ю.О., Полухин А.А., Борисенко Г.В., Степанова С.В., Очередник В.В., Хлебопашев П.В., Кременецкий В.В. Первые оценки потоков углекислого газа на территории карбонового полигона «Геленджик» // Экология гидросферы. 2023. №2 (10). С. 84–97. URL: http://hydrosphere-ecology.ru/399

DOI – https://doi.org/10.33624/2587-9367-2023-2(10)-84-97 EDN – HLJDJH

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

The first estimates of carbon dioxide fluxes at the “Gelendzhik” carbon supersite

Julia O. Pronina, Alexander A. Polukhin, Gennadii V. Borisenko, Svetlana V. Stepanova, Vladimir V. Ocherednik, Pavel V. Khlebopashev, Viacheslav V. Kremenetsky

Shirshov Institute of Oceanology RAS (Moscow, Russia)

Keywords: Black Sea; сarbon supersite; Golubaya Bay; carbonate system; carbon dioxide flux; carbon dioxide partial pressure.

References

Addey C., Jiang Z., Chen J., Afelumo A., Adesina B., Osanyintuyi A. The Variability of Partial Pressure of Carbon Dioxide (pCO2) in a River-Influenced Coastal Upwelling System: A Case of the Northeast Pacific Coast. Journal of Geoscience and Environment Protection. 2021. V.9. №7. P. 133–148. DOI: https://doi.org/10.4236/gep.2021.97009
Bauer J.E., Cai W.J., Raymond P.A., Bianchi T.S., Hopkinson C.S., Regnier P.A.G. The changing carbon cycle of the coastal ocean. Nature. 2013. V.504. №7478. P. 61–70. DOI: https://doi.org/10.1038/nature12857
Bordovskij O.K., CHernyakova A.M. Sovremennye metody gidrohimicheskih issledovanij okeana [Modern methods of hydrochemical ocean research]. Izdatel'stvo AN SSSR. In-t Okeanologii, Moscow, 1992. 200 p. (in Russ.)
Borges A.V. Do we have enough pieces of the jigsaw to integrate CO2 fluxes in the coastal ocean? 2005. V.28. P. 3–27. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02732750
Borges A.V. Present day carbon dioxide fluxes in the coastal ocean and possible feedbacks under global change. Duarte P., Santana-Casiano J. (eds.). Oceans and the atmospheric carbon content. Springer, Dordrecht, 2011. P. 47–77. DOI: https://doi.org/10.1007/978-90-481-9821-4_32011
Dickson A.G. The measurement of sea water pH. Marine Chem. 1993. V.44. №2–4. P. 131–142. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-4203(93)90198-W
Feely R.A., Sabine C.L., Takahashi T., Wanninkhof R. Uptake and storage of carbon dioxide in the ocean: The global CO₂ Oceanography-Washington DC-Oceanography Society. 2001. V.14. №4. P. 18–32.
Frankignoulle M., Borges A.V. European continental shelf as significant sink for atmospherically carbon dioxide. Global Biogeochem cycles. V.15. №3. P. 569–576. DOI: https://doi.org/10.1029/2000GB001307
Frankignoulle M., Bourge I., Wollast R. Atmospheric СО₂ fluxes in a highly polluted estuary (the Scheldt). Limnology and Oceanography. 1996. V.41. №2. P. 365–369. DOI: https://doi.org/10.4319/lo.1996.41.2.0365
Gattuso J.P., Frankignoulle M., Wollast R. Carbon and carbonate metabolism in coastal aquatic ecosystems. Annual Review of Ecology and Systematics. V.29. №1. P. 405–434. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.29.1.405
Horne R.A. Marine Chemistry. Inter-Science, New York, 1969. 568 p.
Ivanov V.A., Belokopytov V.N. Okeanografiya Chernogo moray [Oceanography of the Black Sea]. EKOSI-Gidrofizika, Sevastopol', 2011. 212 p. (in Russ.)
Ivanov V.A., Dulov V.A. Monitoring pribrezhnoj zony na Chernomorskom eksperimental'nom podsputnikovom poligone [Monitoring of the coastal zone at the Black Sea experimental subsatellite test site]. NAN Ukrainy, Morskoj gidrofizicheskij institut, Sevastopol', 2014. 526 p. (in Russ.)
Kempe S. Coastal seas: a net source or sink of atmospheric carbon dioxide? LOICZ Report and Studies, Texel, Netherlands, 1995, V.1. 27 p.
Khoruzhiy D.S. Variability of the CO₂ Flux on the Water-Atmosphere Interface in the Black Sea Coastal Waters on Various Time Scales in 2010–2014. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. V.34. №5. P. 434–445. DOI: https://doi.org/10.22449/0233-7584-2018-5-434-445 (in Russ.)
Khoruzhiy D.S., Konovalov S.K. Diurnal Variation and Inter-Diurnal Changes of Carbonic Acid and Dissolved Inorganic Carbon Content in the Black Sea Coastal Waters. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2014. №1. P. 28-43. (in Russ.)
Lasserre P., Martin J.M. (ed.). Biogeochemical processes at the land-sea boundary. Elsevier, 1986. 214 p.
Mignot A., von Schuckmann K., Landschützer P., Gasparin F., van Gennip S., Perruche C., Lamouroux J., Amm T. Decrease in air-sea CO2 fluxes caused by persistent marine heatwaves. Nature Communications. 2022. V.13. №4300. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-31983-0
Millero F.J. The Marine Inorganic Carbon Cycle. Rev. 2007. V.107. №2. P. 308–341. DOI: https://doi.org/10.1021/cr0503557
Moiseenko O.G., Konovalov S.K., Kozlovskaya O.N. Vnutrigodovye i mnogoletnie izmeneniya karbonatnoj sistemy aerobnoj zony Chernogo moray [Intra-annual and long-term changes in the carbonate system of the aerobic zone of the Black Sea]. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal. №6. P. 42–57. (in Russ.)
Moiseenko O.G., Orekhova N.A. Issledovanie mekhanizma mnogoletnej evolyucii cikla ugleroda v ekosisteme Sevastopol'skoj buhty [Investigation of the mechanism of long-term evolution of the carbon cycle in the ecosystem of the Sevastopol Bay]. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal. №2. P. 72–83. (in Russ.)
Orekhova N.A., Medvedev E.V., Konovalov S.K. Characteristics of the Sevastopol Bay waters’carbonate system in 2009–2015. Morskoj gidrofizicheskij zhurnal. 2016. №3. P. 40–51. (in Russ.)
Pierrot D.E., Wallace D.W.R., Lewis E. MS Excel program developed for CO₂ system calculations. Carbon dioxide information analysis center, 2011. DOI: https://doi.org/10.3334/CDIAC/otg.CO2SYS_XLS_CDIAC105a
Pipko I.I., Repina I.A., Salyuk A.N., Semiletov I.P., Pugach S.P. Rezul'taty sravneniya raschetnyh i izmerennyh velichin potokov SO2 mezhdu okeanom i atmosferoj v yugo-zapadnoj chasti Vostochno-Sibirskogo moray [Results of comparison of calculated and measured values of CO₂ fluxes between the ocean and the atmosphere in the southwestern part of the East Siberian Sea]. Doklady Akademii nauk [Report of the Academy of Sciences]. 2008. V.422. №1. P. 110–114. (In Russ.)
Riebesell U., Fabry V.J., Hansson L. Gattuso J.-P. (eds.). Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting. Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg, 2011. 258 p. DOI: https://doi.org/10.2777/66906
Roy R.N., Roy L.N., Vogel K.M., Porter-Moore C., Pearson T., Good C.E., Millero F.J., Campbell D.M. The dissociation constants of carbonic acid in seawater at salinities 5 to 45 and temperatures 0 to 45 ℃. Marine Chem. 1993. V.44. №2–4. P. 249–267. DOI: https://doi.org/10.1016/0304-4203(93)90207-5
Sabine C.L., Feely R.A. The oceanic sink for carbon dioxide. Reay D., Hewitt N., Grace J., Smith K. (eds.). Greenhouse Gas Sinks. Oxfordshire: CABI Publishing, 2007. P. 31–49. DOI: https://doi.org/10.1079/9781845931896.0031
Takahashi T., Sutherland S.C., Sweeney C., Sweeney C., Poisson A., Metzl N., Tilbrook B., Bates N., Wanninkhof R., Feely R.A., Sabine C., Olafsson J., Nojiri Y. Global sea–air CO₂ flux based on climatological surface ocean pCO₂, and seasonal biological and temperature effects. Deep Sea Res., Part II. V.49. №9–10. P. 1601–1622. DOI: https://doi.org/10.1016/S0967-0645(02)00003-6
Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean revisited // Limnology and Oceanography: Methods. V. 12. №6. P. 351–362. DOI: https://doi.org/10.4319/lom.2014.12.351
Wanninkhof R., McGillis W.R. A cubic relationship between air-sea CO₂exchange and wind speed. Res. Lett. 1999. V.26. №13. P. 1889–1892. DOI: https://doi.org/10.1029/1999GL900363
Zemlyanoj A.D., Batrakov G.F., Eremeev V.N. Ocenka skorosti obmena CO2 mezhdu atmosferoj i chernomorskimi vodami po radiouglerodnym dannym [Estimation of the rate of CO2 exchange between the atmosphere and the Black Sea waters based on radiocarbon data]. Kompleksnye okeanograficheskie issledovaniya Chernogo moray [Kompleksnye okeanograficheskie issledovaniya Chernogo moray]. MGI AN Ukrainy, Sevastopol', 1984. P. 120–125. (in Russ.)
Zhorov V.A., Abakumova T.N., Sovga E.E., Lyashenko S.V. Ob obmene CO₂ mezhdu morem i atmosferoj v nekotoryh rajonah CHernogo moray [On the exchange of CO₂ between the sea and the atmosphere in some areas of the Black Sea]. Okeanologiya [Oceanology]. 1981. V.21. №1. P. 55–62. (in Russ.)
Zhorov V.A., Sovga E.E., Abakumova T.N. Geohimicheskie osobennosti raspredeleniya CO₂ v nekotoryh rajonah Chernogo morya [Geochemical features of CO₂ distribution in some areas of the Black Sea]. Geohimiya [Geochemistry]. №9. P. 1392–1403. (in Russ.)

Authors

Pronina Julia O.