Ocean carbonate system variability in the North Atlantic Subpolar surface water (1993-2017)

The North Atlantic is one of the major ocean sinks for natural and anthropogenic atmospheric CO 2. Given the variability of the circulation, convective processes or warming-cooling recognized in the high latitudes in this region , a better understanding of the CO 2 sink temporal variability and asso...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Biogeosciences
Main Authors: Leseurre, Coraline, Lo Monaco, Claire, Reverdin, Gilles, Metzl, Nicolas, Fin, Jonathan, Ólafsdóttir, Sólveig R., Racapé, Virginie
Other Authors: Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Cycles biogéochimiques marins : processus et perturbations (CYBIOM), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Marine and Freshwater Research Institute, Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 30029,CARBOOCEAN, European Project: 264879,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2010,CARBOCHANGE(2011)
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: HAL CCSD 2020
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Ocean carbonate system variability in the North Atlantic Subpolar surface water (1993-2017)
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description The North Atlantic is one of the major ocean sinks for natural and anthropogenic atmospheric CO 2. Given the variability of the circulation, convective processes or warming-cooling recognized in the high latitudes in this region , a better understanding of the CO 2 sink temporal variability and associated acidification needs a close inspection of seasonal, interannual to multidecadal observations. In this study, we investigate the evolution of CO 2 uptake and ocean acidification in the North Atlantic Subpolar Gyre (50-64 • N) using repeated observations collected over the last 3 decades in the framework of the long-term monitoring program SURATLANT (SURveillance de l'ATLANTique). Over the full period (1993-2017) pH decreases (−0.0017 yr −1) and fugacity of CO 2 (f CO 2) increases (+1.70 µatm yr −1). The trend of f CO 2 in surface water is slightly less than the atmospheric rate (+1.96 µatm yr −1). This is mainly due to dissolved inorganic carbon (DIC) increase associated with the anthropogenic signal. However, over shorter periods (4-10 years) and depending on the season, we detect significant variability investigated in more detail in this study. Data obtained between 1993 and 1997 suggest a rapid increase in f CO 2 in summer (up to +14 µatm yr −1) that was driven by a significant warming and an increase in DIC for a short period. Similar f CO 2 trends are observed between 2001 and 2007 during both summer and winter, but, without significant warming detected, these trends are mainly explained by an increase in DIC and a decrease in alkalinity. This also leads to a pH decrease but with contrasting trends depending on the region and season (between −0.006 and −0.013 yr −1). Conversely , data obtained during the last decade (2008-2017) in summer show a cooling of surface waters and an increase in alkalinity, leading to a strong decrease in surface f CO 2 (between −4.4 and −2.3 µatm yr −1 i.e., the ocean CO 2 sink increases). Surprisingly, during summer, pH increases up to +0.0052 yr −1 in the southern subpolar ...
author2 Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Cycles biogéochimiques marins : processus et perturbations (CYBIOM)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO)
Marine and Freshwater Research Institute
Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
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Biogeosciences
Biogeosciences, European Geosciences Union, 2020, 17 (9), pp.2553 - 2577. ⟨10.5194/bg-17-2553-2020⟩
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Racapé, Virginie Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)) École normale supérieure - Paris (ENS Paris) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU) Cycles biogéochimiques marins : processus et perturbations (CYBIOM) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)) Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO) Marine and Freshwater Research Institute Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS) Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) European Project: 30029,CARBOOCEAN European Project: 264879,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2010,CARBOCHANGE(2011) 2020-01-01 https://doi.org/10.5194/bg-17-2553-2020 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02573889/file/Leseurre-bg-17-2553-2020.pdf https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02573889 en eng HAL CCSD European Geosciences Union hal-02573889 doi:10.5194/bg-17-2553-2020 WOS: 000535232300001 10670/1.ng210a https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02573889/file/Leseurre-bg-17-2553-2020.pdf https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02573889 Hyper Article en Ligne - Sciences de l'Homme et de la Société ISSN: 1726-4170 EISSN: 1726-4189 Biogeosciences Biogeosciences, European Geosciences Union, 2020, 17 (9), pp.2553 - 2577. ⟨10.5194/bg-17-2553-2020⟩ envir geo Journal Article https://vocabularies.coar-repositories.org/resource_types/c_6501/ 2020 fttriple https://doi.org/10.5194/bg-17-2553-2020 2023-01-22T17:29:48Z The North Atlantic is one of the major ocean sinks for natural and anthropogenic atmospheric CO 2. Given the variability of the circulation, convective processes or warming-cooling recognized in the high latitudes in this region , a better understanding of the CO 2 sink temporal variability and associated acidification needs a close inspection of seasonal, interannual to multidecadal observations. In this study, we investigate the evolution of CO 2 uptake and ocean acidification in the North Atlantic Subpolar Gyre (50-64 • N) using repeated observations collected over the last 3 decades in the framework of the long-term monitoring program SURATLANT (SURveillance de l'ATLANTique). Over the full period (1993-2017) pH decreases (−0.0017 yr −1) and fugacity of CO 2 (f CO 2) increases (+1.70 µatm yr −1). The trend of f CO 2 in surface water is slightly less than the atmospheric rate (+1.96 µatm yr −1). This is mainly due to dissolved inorganic carbon (DIC) increase associated with the anthropogenic signal. However, over shorter periods (4-10 years) and depending on the season, we detect significant variability investigated in more detail in this study. Data obtained between 1993 and 1997 suggest a rapid increase in f CO 2 in summer (up to +14 µatm yr −1) that was driven by a significant warming and an increase in DIC for a short period. Similar f CO 2 trends are observed between 2001 and 2007 during both summer and winter, but, without significant warming detected, these trends are mainly explained by an increase in DIC and a decrease in alkalinity. This also leads to a pH decrease but with contrasting trends depending on the region and season (between −0.006 and −0.013 yr −1). Conversely , data obtained during the last decade (2008-2017) in summer show a cooling of surface waters and an increase in alkalinity, leading to a strong decrease in surface f CO 2 (between −4.4 and −2.3 µatm yr −1 i.e., the ocean CO 2 sink increases). Surprisingly, during summer, pH increases up to +0.0052 yr −1 in the southern subpolar ... Article in Journal/Newspaper North Atlantic Ocean acidification Unknown Biogeosciences 17 9 2553 2577