Modellanalys av havens kollagring och transport i olika klimat

Transport och lagring av kol i havet spelar en avgörande roll för klimatsystemet, på kort sikt som årtionden såväl som på tidsskalor som spänner över tiotusentals år som i istidscykler. Av den mängd kol som sammanlagt finns lagrad i havet, i atmosfären och i biosfären på land, återfinns 90 procent i havet. 30 procent av de mänskliga utsläppen av koldioxid beräknas ha tagits upp av havet, som anses ha haft en avgörande roll för de fluktuationer i atmosfärens koldioxidhalt som observerats över istidscykler.

Genom gasutbyte med atmosfären, och tillförsel från land, tillförs kol i olika former till havets ytskikt. Detta transporteras sedan vidare till djuphavet, antingen genom oceancirkulationen, eller genom den så kallade biologiska pumpen. Den biologiska pumpen innebär att kol tas upp av fotosyntetiserande organismer i ytskiktet, som när de dör faller ned i djuphavet där de bryts ned. Vid nedbrytningen återförs kol till vattnet och har därmed pumpats från ytan ned till djuphavet i stort sett oberoende av oceancirkulationen. När kolet når djuphavet tar det många hundratals år innan det åter kommer i kontakt med atmosfären.

Denna avhandling bidrar till att öka kunskapen om de fysiska, kemiska och biologiska processer som bidrar till lagring och transport av kol i havet. Resultaten från klimatmodellens simuleringar indikerar bland annat en tydlig koppling mellan mängden kol som lagras i havet och nettostyrkan på oceancirkulationen, där svagare cirkulation innebär att lagringen av kol ökar. Detta orsakas dels av att den biologiska pumpen förstärks, och dels av att havets medeltemperatur minskar, vilket innebär ökad löslighet för koldioxid. Avhandlingen visar också på hur klimatmodellers representation av lagring av kol i havet kan tolkas, jämföras och förbättras. Slutligen presenterar avhandlingen en ny metod för att uppskatta omfattningen av koltransport i havet från modellsimuleringar.