ANNUAL VARIABILITY OF CO2 FLUX AT THE CARBON POLYGON IN THE NORTH-EASTERN BLACK SEA


Cite item

Full Text

Abstract

This study presents the results of annual monitoring of the carbonate system parameters and CO₂ gas exchange in the coastal waters of the Black Sea (Blue Bay, "Gelendzhik" carbon polygon) during 2024. The research revealed pronounced seasonal dynamics of pH (8.14-8.51), total alkalinity (3148-3870 µM), partial pressure of CO₂ in water (417-569 ppm) and atmosphere (404-448 ppm). Analysis of CO₂ fluxes demonstrated predominant CO₂ emissions to the atmosphere throughout most of the year, with short periods of uptake during winter. The calculated annual carbon balance showed net emissions of 112 tons of carbon. The obtained data are of significant importance for understanding the role of Black Sea coastal ecosystems in the global carbon cycle and can be used for verification of regional climate models.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Aleksandr A. Polukhin

Shirshov Institute оf Oceanology, Russian Academy of Sciences.

Author for correspondence.
Email: polukhin@ocean.ru
ORCID iD: 0000-0003-1708-1428
SPIN-code: 5383-5138
Scopus Author ID: 47561889400
ResearcherId: S-2879-2016

Ведущий научный сотрудник, руководитель лаборатории биогидрохимии ИОРАН

Russian Federation, 36 Nakhimovsky Prosp., Moscow 117997, Russia

Julia V. Murzakova

Shirshov Institute оf Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: julia.murz@gmail.com
Russian Federation, 36 Nakhimovsky Prosp., Moscow 117997, Russia

Julia O. Pronina

Shirshov Institute оf Oceanology, Russian Academy of Sciences.

Email: jpronina2013@yandex.ru
Russian Federation, 36 Nakhimovsky Prosp., Moscow 117997, Russia

Anna O. Varvarova

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: anna_varvarova@inbox.ru

Yurii A. Khoroshilov

Email: yur.al.khor@gmail.com

Elena A. Rebetskaya

Email: marmarit@yandex.ru

V. V. Ocherednik

Email: v.ocherednik@ocean.ru
Russian Federation

Vyacheslav V. Kremenetskiy

Email: sk@ocean.ru

Sergey K. Gulev

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Email: gul@sail.msk.ru
Moscow, Russia

References

  1. Иванов В.А., Дулов В.А. Мониторинг прибрежной зоны на Черноморском экспериментальном подспутниковом полигоне. – Севастополь: НАН Украины, Морской гидрофизический институт, 2014. – 526 с.
  2. 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.
  3. Моисеенко О.Г., Орехова Н. А. Исследование механизма многолетней эволюции цикла углерода в экосистеме Севастопольской бухты // Морской гидрофизический журнал. 2011. №2. С. 72–83.
  4. Орехова Н. А. и др Поток СО2 на границе с атмосферой в северо-восточной части Черного моря // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон моря. 2024. № 1. С. 57–67. EDN GNFAZA
  5. 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.
  6. Полухин А.А., Пронина Ю.О., Лобанова П.В. и др. Изучение пространственно-временной изменчивости параметров карбонатной системы вод и потока углекислого газа на карбоновом полигоне «Геленджик» // Карбоновые полигоны: мониторинг, геоинформационные системы, секвестрационные технологии / под ред. С.К. Гулева, А.В. Ольчева. – М.: Научный мир, 2025. – С. 231–247.
  7. Пронина Ю. О. и др. Первые оценки потоков углекислого газа на территории карбонового полигона «Геленджик» //Экология гидросферы. – 2023. – №. 2 (10). – С. 84-97.
  8. 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. 2018. Т. 34, №5 (203). С. 434–445. DOI: https://doi.org/10.22449/0233-7584-2018-5-434-445
  9. Современные методы гидрохимических исследований океана / Ред. О.К. Бордовский, В.Н. Иваненков. − М.: АН СССР. Ин-т Океанологии, 1992. − 200 с.
  10. Bauer J., Cai WJ., Raymond P. et al. The changing carbon cycle of the coastal ocean // Nature. 2013. Vol. 504. Pp. 61–70. https://doi.org/10.1038/nature12857
  11. Dickson A. G. The measurement of sea water pH. – Marine Chem., 1993, vol. 44, № 2-4, pp. 131-142.
  12. Dickson A. G., Millero F. J. A comparison of the equilibrium constants for the dissociation of carbonic acid in seawater media //Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. – 1987. – Т. 34. – №. 10. – С. 1733-1743.
  13. Krall K. E. et al. Air–sea gas exchange at wind speeds up to 85 m s− 1 //Ocean Science. – 2019. – Т. 15. – №. 6. – С. 1783-1799.
  14. Millero F.J. The Marine Inorganic Carbon Cycle // Chem. Rev. 2007. V. 107, №2. P. 308–341. DOI: https://doi.org/10.1021/cr0503557
  15. Pierrot D. E., Wallace D. W. R., and Lewis E. MS Excel program developed for CO2 system calculations. – Carbon dioxide information analysis center, 2011; doi: 10.3334/CDIAC/otg.CO2SYS_XLS_CDIAC105a
  16. Service R. F. Rising acidity brings an ocean of trouble // Science. 2012. Vol.337. Pp. 146-148. doi: 10.1126/science.337.6091.146
  17. 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
  18. 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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».