The absorption of fossil-fuel CO2 by the ocean

• Main Author: Macintyre, F
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Gauthier-villars 1980
• Subjects: CO 2 d'origine industrielle; Modèle océanique; Modèle diffusif-advectif; Absorption du CO 2; Anthropogenic CO 2; Oceanic model; Diffusive-advective model; CO 2 absorption; Antarctic; Le Fond; The Antarctic; Antarc*; Antarctique*; North Atlantic
• Online Access: https://archimer.ifremer.fr/doc/00323/43431/43084.pdf; https://archimer.ifremer.fr/doc/00323/43431/

AlI 74 ppm (1 ppm = 1.77 E 14 moles CO 2) of anthropogenic CO 2 can be accounted for in atmosphere (45 ppm) and ocean (29 ppm) by a simple "diffusive / descending-water" model. 3.8 ppm remain in the mixed layer (at equilibrium), 19.1 have diffused into intermediate waters (at 1.3 cm 2 / sec). and 5.7 ppm have been advected by the North Atlantic Deep, and the Antarctic Intermediate and Bottom Waters. The diffusive uptake must be driven by a realistic "interrupted exponential" atmospheric driving function, with 23 years of no growth between the W orld W ars. The 575 m surface-ocean box required by a two-box air-sea equilibrium model, is a useful parameterization of diffusion plus thermohaline circulation, with only the 75 m wind-stirred layer near equilibrium. Future atmospheric projections from such a model are at the upper limit ofthose from kinetic box models, reaching 600 ppm by 2030 AD for most scenarios. Un modèle simple, fondé sur la diffusion et la descente des eaux océaniques vers le fond, permet de démontrer que sur l'ensemble des 74 ppm (1 ppm= 1,77 E 14 moles) de CO2 ajoutés par l'activité humaine à l'atmosphère, 45 ppm se trouvent dans celle-ci et 29 ppm sont passés dans l'océan. Dans celui-ci, 3,8 ppm sont encore présents dans la couche supérieure qui est à l'équilibre avec l'atmosphère; 19,1 ppm ont diffusé dans les eaux intermédiaires (avec un coeffIcient de diffusion turbulente égal à 1,3 cm 2. sec -1), et 5,7 ppm sont véhiculés de haut en bas par l'eau profonde Nord-Atlantique, ainsi que par les eaux Antarctiques intermédiaires et profondes. La fonction « absorption par diffusion» du CO 2 par l'océan introduite dans le modèle est « réaliste» car, tout en admettant l'accroissement exponentiel de la quantité de CO 2 dans l'atmosphère, elle tient compte de l'interruption de 23 ans qui correspond au non-accroissement de l'activité industrielle entre les deux guerres mondiales. Les 575 m pour la dimension verticale de la « boîte» océanique de surface requis par le modèle apparaissent significatifs, car ils rendent compte de l'influence à la fois de la diffusion et de la circulation thermohaline, sur la distribution du CO 2 anthropogénique dans l'océan. Dans cette boîte, seuls les premiers 75 m, qui correspondent à la couche mélangée par le vent, sont proches de l'équilibre avec l'atmosphère. Les concentrations futures de CO 2 dans l'atmosphère que ce modèle permet de prévoir avoisinent les limites supérieures des valeurs prévues par les modèles cinétiques du type « boîtes », qui atteignent 600 ppm en l'an 2030, comme le prédisent la plupart des scénarios utilisés.