Constraining Physical Gas Exchange Processes and Transient Tracer Saturations in the Arctic Ocean using Noble Gas
Notice bibliographique
Résumé
The formation of sea ice in the Arctic Ocean, as well as other physical processes such as injection of air and rapid cooling, plays a crucial role in determining the physical and chemical properties of its waters, which in turn drive the circulation in the Arctic [1]. Such processes can be constrained by conservative tracers which are biologically and chemically nonreactive, such as the noble gases. The full suite of stable noble gases (He, Ne, Ar, Kr and Xe) have been measured for the first time in the Arctic Ocean—along with CFC-12, SF 6 , and other transient tracers—during the Ventilation and Anthropogenic Carbon in the Arctic Ocean (VACAO) project of the wider Synoptic Arctic Survey 2021 (SAS21) [2]. The noble gas profiles indicate a water column strongly influenced by rapid cooling and excess air injection, with a surface signature characteristic of solute rejection by sea ice formation. We have compared multiple Arctic Ocean gas exchange models (based on similar models used in the Antarctic by Loose et al. [3] and in the Labrador Sea by Hamme et al. [4]) to constrain the fractions of Arctic water composed of Pacific, Atlantic and sea ice melt-derived origin waters, as well as the amount of sea ice being formed and air being injected into the water via bubbles. These parameters are estimated using a χ 2 -minimisation procedure, where the misfit between fitted parameters and data is minimised. Preliminary results indicate a non-negligible sea ice term in the equations describing gas saturation anomalies in the Arctic. Another key goal of VACAO is to use transient tracers to study the ventilation timescales of the Arctic Ocean, with application towards the study of the efficacy of its CO 2 solubility pump/storage. CFC-12/SF 6 is one tracer pair with which this is attempted; water dating with this pair requires knowledge of the concentration history of the tracers in the surface water, for which there are no direct measurements. Thus, the physical gas exchange parameters modeled from the noble gas data can be used in conjunction with observed atmospheric histories to more accurately describe the surface water histories of CFC-12 and SF 6 . This in turn can be used to better constrain the Transit Time Distribution parameters used when dating Arctic waters [5]. Comparisons with other VACAO age tracer data ( 39 Ar and 129 I/ 236 U) may act as validation tools to this “correction” to CFC-12/SF 6 dating. References for Abstract [1] Rudels, B., and Carmack, E. 2022. Arctic ocean water mass structure and circulation. Oceanography , 35(3–4), 52–65 pp. [2] Snoeijs-Leijonmalm, P. and the SAS-Oden 2021 Scientific Party (2022). Expedition Report SWEDARCTIC Synoptic Arctic Survey 2021 with icebreaker Oden. Swedish Polar Research Secretariat. 300 pp. [3] Loose, B., Stammerjohn, S., Sedwick, P., & Ackley, S. (2023). Sea ice formation, glacial melt and the solubility pump boundary conditions in the Ross Sea. Journal of Geophysical Research: Oceans , 128, e2022JC019322. [4] Hamme, R. C., Emerson, S. R., Severinghaus, J. P., Long, M. C., & Yashayaev, I. (2017). Using noble gas measurements to derive air-sea process information and predict physical gas saturations. Geophysical Research Letters , 44, 9901–9909 pp. [5] Jeansson, E., Tanhua, T., Olsen, A., Smethie, W. M., Rajasakaren, B., Ólafsdóttir, S. R., & Ólafsson, J. (2023). Decadal changes in ventilation and anthropogenic carbon in the Nordic Seas. Journal of Geophysical Research: Oceans , 128, e2022JC019318.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».