RAPPORT Overvåking av havforsuring i norske farvann

Transkript

1 RAPPORT Overvåking av havforsuring i norske farvann

2 Forord Denne rapporten gjelder undersøkelser av havforsuring som er utført av IMR, NIVA og UNI på oppdrag fra Miljødirektoratet i Denne overvåkingen begynte i 2011 og er basert på vannsøylemålinger, i hovedsak vinterstid, langs faste snitt i Nordsjøen (Torungen Hirtshals), Norskehavet (Svinøy-NV), og i Barentshavet langs tre snitt (Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya- Sørkapp og seks stasjoner i det nordøstlige Barentshavet) utført av Havforskningsinstituttet. NIVA har utført overflatemålinger på strekningen Oslo- Kiel, Tromsø-Longyearbyen og Bergen-Kirkenes, og UNI hadde et tokt i Grønlandshavet med vannsøylemålinger og viser også kontinuerlige overflatemålingerav pco 2 i Norskehavet utført i Tromsø, mai 2014 Forfattere: Melissa Chierici*, Ingunn Skjelvan**, Richard Bellerby***, Marit Norli***, Linda Lunde Fonnes*, Helene Lødemel Hoda*l, Knut Yngve Børsheim*, Siv Lauvset**, Truls Johannessen**, Kai Sørensen***, Evgeniy Yakushev*** *Havforskningsinstituttet (IMR) **UniResearch (UNI) *** Norsk institutt for vannforskning (NIVA) Denne rapporten refereres slik:/this report should be cited: Chierici, M., I. Skjelvan., R. Bellerby., M. Norli., L. Lunde Fonnes., H. Lødemel Hodal., K.Y. Børsheim., S. K. Lauvset., T. Johannessen.,K. Sørensen., E. Yakushev Overvåking av havsførsuring i norske farvann, Rapport, Miljødirektoratet,

3 Innhold Forord... 1 Innhold... 3 Sammendrag... 3 Abstract Innledning Metodikk og data Prøvetaking og måling av total alkalinitet og totalt uorganisk karbon Interkalibreringtest av A T og C T instrumentering Underveismålinger av pco Beregning av ph og metningsgraden av kalsitt og aragonitt Resultater Vannsøyledata fra Torungen-Hirtshals Vannsøyledata fra Svinøy-NV Vannsøylen Fugløya-Bjørnøya (SV Barentshav) Vannsøylen Bjørnøya- Sørkapp,NVBarentshav Vannsøylen i nordøstlige Barentshav Vannsøylen i Grønlandshavet Overflatedata Tromsø-Longyearbyen Oslo-Kiel Kirkenes-Bergen Underveis pco 2 -data i Norskehavet Sammendrag de ulike havområdene Nordsjøen Norskehavet og Grønlandshavet Barentshavet Konklusjon og anbefalinger Anbefalinger English summary Referanser Vedlegg A. Datatabeller

4 Innhold Sammendrag Denne rapporten gjelder undersøkelser av havforsuring som er utført av IMR, NIVA og UNI på oppdrag fra Miljødirektoratet i Den er basert på vannsøylemålinger, i hovedsak vinterstid, langs faste snitt i Nordsjøen (Torungen Hirtshals), Norskehavet (Svinøy-NV), og i Barentshavet langs tre snitt (Fugløya- Bjørnøya, Bjørnøya- Sørkapp og seks stasjoner i det nordøstlige Barentshavet) utført av Havforskningsinstituttet. NIVA har utført overflatemålinger på strekningen Oslo-Kiel, Tromsø- Longyearbyen og Bergen-Kirkenes, og UNI hadde et tokt i Grønlandshavet med vannsøylemålinger og viser også kontinuerlige overflatemålinger av pco 2 i Norskehavet utført i Alle karbonatsystemdata fra de ulike havområdene som presenteres i rapporten er et resultat av påvirkning av forskjellige vannmasser, biologisk produksjon og respirasjon. De dominerende vannmassene er kyststrømmen, Atlanterhavsvann og polarvann. I Nordsjøen viser vinterdata fra januar 2013 generelt lave A T og C T verdier i overflaten og høyere i dypet, som reflekterer innblanding av ferskvann i overflaten med litt høyere ph og aragonitt verdier i de nordligste stasjonene og lavere verdier i midten av snittet. På vinteren (februar) vises relativt litt variasjon i aragonittmettning og middelsverdi er 1,7±0,1 på alle data i hele vannkolonnen. Dette kan sammenlignes med middelverdi fra overflate data fra flere sesonger på 1,9±0,6 i Nordsjøen (Oslo-Kiel). Lave verdier finnes i det dypeste vannet og i overflaten om vinteren der ΩAr er omkring 1,1. I dypvannet bidrar blant annet respirasjon til lave ph-verdier og lav metningsgrad og i overflaten ferskvannsinfluert til stor grad. Laveste aragonittmettning om vinteren med verdier nært 1 i overflaten synes i Indre Oslofjord. Den sesongmessige variasjonen i CO 2 -systemet i Skagerrak er hovedsakelig drevet av store endringer i saltholdighet, som er et resultat av svinginger i forholdet mellom ferskvannstilførsel fra elver og Østersjøen og saltvannstilførsel fra Atlanterhavet. Også her, med høy biologisk aktivitet og sterke land-hav-interaksjoner, må biologisk produksjon og elver ha stor betydning, men studier av dette er ikke inkludert i denne studien. I Norskehavet ser vi tydelig påvirkning av kyststrømmen på A T og C T, som viser lave verdier ut til ca 50 km fra kysten. I det arktiske vannet synker A T og C T og Atlanterhavsvannet leder til høyere verdier. C T øker gradvis til høye verdier i Atlanterhavsvannet i nord og utover i Norskehavsbassenget. Laveste phverdiene (ca 8,01) finnes i det dypeste vannet. Aragonittmetning viser relativt homogene verdier i overflaten på ca 1,8 og 2,0. Metning synker gradvis vertikalt og undermetning av aragonitt (<1) vises ved 2000 meter ved den nordligste stasjonen det er samme som i 2012 data. Middelsverdi på aragonittmetning langs hele snittet viser 1,7±0.3. I Grønlandshavet er observert variasjon i parameterne dels fra påvirkning av ulike vannmasser med forskjellig hydrografisk signatur og dels et resultat av biologisk aktivitet om vår/sommer. I overflatevannet er C T -verdiene relativt lave og ph høye p.g.a. biologisk aktivitet. Vannmasser dypere enn ca 500 m viser små variasjoner både for C T og A T. Snittet i Grønlandshavet innholder mange data fra dypt vann og derfor vises lavere aragonittmetning sammenlignet med Norskehavet med middelsverdi på aragonittmetning langs 75 N i hele vannkolonnen på 1,3±0.4. Derimot så er metningshorisonten for aragonitt likt den i Norskehavet og undermetning varierer rundt 2000 m dyp langs dette snittet. Områdene med dokumentert årstidsvariasjon i overflata og (for Barentshavsåpningen, BSO) mellomårsvariasjon for hele CO 2 -systemet, har vist seg å være områder med meget høy variabilitet. Mye variabilitet har blitt tilskrevet årstidsvariasjon i hydrologien, og vi har brukt vår forståelse av årstidsvariasjoner i den biologiske aktiviteten til å foreslå andre årsaker til variabilitet i CO 2 -systemet. Vi ser en økning i saltholdighet og temperatur gjennom BSO, noe som også er rapportert av andre prosjekter, og vi har målt den resulterende økningen i total alkalinitet. Denne økte bufringen kan maskere små, gradvise økninger i ph ved grunnet økende pco 2, som følger atmosfærisk CO 2 midtvinters. Dette tyder på at gassutskifting og antropogen transport fra sør veier opp for løselighetseffekten av den 3

5 sesongmessige nedkjølingen. Denne bufringen er ikke tilstrekkelig til å motvirke den sterke nedgangen i metningstilstanden til aragonitt fra 2010 til Laveste A T, C T og ph verdier i overflatevannet vises ved 78 N i det nordøstligste Barentshavet. Dette er vann som er påvirket av sesongmessig isdekke og ferskt polarvann og på sommeren, biologisk plante plankton produksjon. Overmetning i aragonitt og kalsitt i hele Barentshavet i hele vannkolonnen men med relativt sett lave verdier ved bunn langs i nord. Økningen i CO 2 ved bunn er trolig fra mikrobiell nedbrytning av organisk materiale over lang tid og ikke fra antropogen havforsuring. Middelsverdi for aragonittmetning viser 1,9±0.3 for hele sesongen i overflata, vannkolonne middelsverdier langs Fugløya-Bjørnøya vises 1,95±0,1 om vinteren og i august (Bjørnøya-Sørkapp) større variasjon og middelsverdi på 2±0,3. Langs i nordøstligste Barentshavet som er mer påvirket av isdekke og issmeltevann er aragonittmettningen lavere med middelsverdi på 1,6 ±0,3. Fortsette målinger hvil vise grunnen av endringer imellom åren og påvirkning av atlanterhavsvann og ferskvann fra Arktis. I norske kystrømmen viser variablene i CO 2 -systemet et stort spenn, uten å følge noe klart sør-nordmønster. Det er høyst sannsynlig at dette reflekterer variabel påvirkning fra åpent hav på kyststrømmen, variabilitet i økosystemene, og variablititet i land-hav-prosessene i de ulike kyst- og fjordregionene.om vinteren i overflata langs Norske kysten viser liten variasjon og middelsverdi i aragonittmetning på 1.5±0.1. 4

6 Abstract This is the annual report based on the program Monitoring ocean acidification in Norwegian waters funded by Miljødirektoratet. This program started in 2010 as part of a larger pollution monitoring program (Tillførselprogrammet), and since 2013 as its own project. The report is written in Norwegian and includes summaries in English after each chapter. The report is based on measurements on A T, C T and ph by the Institute of Marine Research (IMR), Norwegian Institute for Water Research (NIVA) and UniResearch (UNI) from IMR conducted water column measurements along repeated transects were performed during winter in the North Sea (Torungen Hirtshals), Norwegian Sea (Svinøy-NV), in the Barents Sea (along three sections: Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya- Sørkapp and six stations in the northeasterly part of the Barents Sea). NIVA performed surface water measurements on three sections Oslo-Kiel (North Sea), Tromsø-Longyearbyen (Barents Sea) and Bergen-Kirkenes (coastal) and UNI performed water column measurements along 75 N in the Greenland Sea and contributes also with continuous pco 2 -surface water measurements performed in the Norwegian Sea in winter and summer All data clearly shows influence of three major water masses; coastal water, Atlantic water and polar water and also shows clear seasonal variation due to biological processes such as primary production and respiration. In the North Sea the data clearly shows an influence of fresh coastal water leading to lower A T and C T values in the surface waters. In the Atlantic water ( meters depth) ph in situ is about 8.04 and aragonite saturation (ΩAr) about 1.8. Lowest ΩAr is found in the deepest water (1.4) and in the surface waters of the inner part of Oslofjord during winter which was closeto 1. The low values in the deep water is likely a result of respiration of organic matter. The influence of fresher surface waters from the Norwegian coastal current leading to low A T and C T values as far out as about 50 km from the Norwegian coast. Further from the coast A T increases down to 500 meters, in the Atlantic influenced water. Below 500 meters we find colder water, originating from the Arctic with lower A T and high C T. C T increase northwards into the Norwegian basin. This results in gradual decrease in ph and aragonite saturation and undersaturation with regards to aragonite (<1) is observed at 2000 meter at the northernmost station. Influence of polar waters is particularly visible in the Northeastern Barents Sea with lowest A T, C T and ph values at 78 N in waters affected by seasonal ice coverage and fresh polar water. However, aragonite saturation is highest at the polar front, most likely due to primary production and decreases north of the front to 1.8 to 1.9 at the northern most stations. Aragonite and calcite are oversaturated in the whole water column and lowest values of 1.2 (aragonite) and 1.9 (calcite) are observed at the bottom (330 m) furthest north. In the Greenland Sea the variability of water masses and primary production results in highly variable values. Surface water C T is quite low and ph is high due to high biological activity in summer. Waters deeper than 500 meters show little change in both C T and A T. Aragonite saturation horizon is at about 2000 meters depth, which is similar to the saturation horizon in the Norwegian Sea. 1. Innledning Havet absorberer for tiden omtrent 25 % av de årlige menneskeskapte CO 2 -utslippene (Takahashi et al., 2009), og havforsuringen skjer trolig raskere enn noensinne gjennom de siste 55 millioner år. Det er ventet at havforsuringen vil påvirke strukturen og funksjonaliteten til marine økosystemer, og den kan få betydelige konsekvenser også for høstbare marine ressurser. På bakgrunn av dette er det viktig at graden av havforsuring overvåkes, og dette har derfor vært inkludert i Tilførselsprogrammet mellom 2010 til 2012 som overvåkte forurensningssituasjonen i norske havområder. Siden 2013 ble det til et eget overvåkingsprogram i Miljødirektoratet. De nordligste norske havområdene har et naturlig høyt innhold av uorganisk karbon og lave havtemperaturer fører i tillegg til høy CO 2 løselighet. Som en følge av dette er innholdet av karbonationer i polare farvann lavt i forhold til sørligere områder, og vi venter at de 5

7 nordligste områdene er blant de første som vil bli undermettet med karbonat som følge av havforsuring. For eksempel vil Polhavet bli undermettet i løpet av dette århundret dersom utslippene forsetter som i dag (AMAP 2013; Steinacher m fl., 2009). Havets karbonatsystem er en nøkkelkomponent i det globale karbonkretsløpet. Av uorganisk karbon i havet er det ca 90% hydrogenkarbonat (HCO 3 - ) og ca 9% karbonat (CO 3 2- ). Havet absorberer store deler av utslippene av karbondioksid (CO 2 ) fra forbrenning av fossile brensler og avskoging, og når CO 2 fra luften løses i havet dannes karbonsyre (H 2 CO 3 ) som fører til at det blir dannet hydrogenioner (H + ). Karbonsyre omdannes raskt videre til hydrogenkarbonat og karbonat-ioner, som er naturlig til stede i havvannet og danner det såkalte karbonatsystemet (Eq.1). [CO 2 ]+ [H 2 O] [H 2 CO 3 ] [H + ] +[HCO 3 - ] [H + ]+ [CO 3 2- ] (1) Havets opptak av CO 2 øker konsentrasjonen av hydrogenioner og minker tilgjengeligheten av karbonationer i sjøvannet. Resultatet er en reduksjon av sjøvannets ph, og prosessen er derfor kjent som havforsuring. Havets ph ligger generelt omkring 8, men de naturlige variasjonene er store og påvirkes av blant annet temperatur, primærproduksjon, respirasjon og fysiske prosesser som vannblanding. Det er verdt å merke seg at havet aldri vil bli surt (ph lavere enn 7), bare mindre basisk. I havmiljøet er det reduksjonen av tilgjengelige karbonationer som skaper mest bekymring. Karbonat utgjør en viktig byggestein for mange marine organismer, først og fremst for dem med kalkskall og kalsiumkarbonat dannes bare biologisk (Eq. 2) mens oppløsningen er kjemisk (Eq. 3). [Ca 2+ ] + 2[HCO 3 - ] CaCO 3 (s) + H 2 CO 3 (2) CaCO 3 (s) [Ca 2+ ] +[CO 3 2- ] (3) Forenklet kan man si at den reduserte konsentrasjon av karbonat som følger av CO 2 -opptak kan for organismer med kalkskall føre til en betydelig svekket evne til å overleve. For eksempel kan havforsuringen svekke en rekke kommersielle skalldyrarter (Talmange og Gobler, 2009; Andersen m fl., 2013; Agnalt m fl., 2013) og de betydelige forekomstene av kaldtvannskoraller langs norskekysten (Mortensen m fl., 2001; Turley m fl., 2007; Järnegren og Kutti, 2014). Ved tilstrekkelig grad av havforsuring vil vannet bli undermettet med hensyn på karbonat-ioner (CO 3 2- ) og da vil kalk oppløses (CaCO 3 ) og skallet til enkelte organismer blir kjemisk ustabilt (Orr m fl., 2005). Nye studier tyder på at mange organismer opplever stor sesong- og døgnvariasjon i ph og karbonat-konsentrasjon, som indikerer at de fleste organismer tilpasser seg forholdene. Det har også vist seg at ikkekalkskalldannende organismer også kan bli påvirket negativt av endring i CO 2 eller lav ph. Det finnes også organismer som reagerer positivt på høyt CO 2 -innhold og lav ph. Det er derfor vanskelig at forutsi hvilke organismer som kommer til å bli skadet mest. Desto viktigere er det å studere de naturlige variasjoner av karbonatsystemet for å kunne bruke relevante nivåer på karbonatsystemet i effektforsøk og følge med på utviklingen av nivåene av karbonation-konsentrasjon og såkalt metningsgrad av de to vanligste former for kalk i havet; aragonitt og kalsitt. 2. Metodikk og data I tillegg til aktiviteter finansiert av Miljødirektoratet har deltakerne i programmet bidratt til denne rapporten med data og kompetanse også fra andre prosjekter. UNI sine data er stort sett produsert i det internasjonale prosjektet CARBOCHANGE, mens metodikken er utviklet gjennom IMCORP, CAVASSO og delvis i TRACTOR. Ellers har Bjerknes SFF og en rekke andre NFRprosjekter som CARBON HEAT bidratt. NIVA sine aktiviteter knyttet til havforsuring som OA-SIS, AcidMAR og AutopH er benyttet i arbeidet og dekker kostnader knyttet til metodeutviklingen på analyser (C T, A T 6

8 og ph). Noen data fra disse programmene og Framsenter Flaggskipet på havforsuring er inkludert for å styrke innholdet i rapporten. Fra IMR sin side er det flere interne prosjekter, to prosjekter i Flaggskipet for Havforsuring og økosystemeffekter i norske farvann ved Framsenteret og IMRs tokt for økosystemundersøkelser som bidrar med kompetanse, infrastruktur og data til denne rapporten. Dette gjelder særlig data fra NØ Barentshavet som omfatter overvåking av IMR faste snitt langs Vardø-N. Delprogrammets målsetning er å overvåke uorganisk karbonkjemi med fokus på ph og metningsgrad for kalsiumkarbonater i de norske forvaltningsområdene. Det vil imidlertid ta flere år før en med rimelig grad av sikkerhet kan estimere trender i utviklingen over tid. Som et første trinn er historiske data for Norskehavet analysert i årsrapport for En tilsvarende studie for Nordsjøen finnes i Børsheim og Golmen (2010), og for Norskehavet i Chierici m fl. (2012). Sluttrapporten fra havforsuringsovervåkingen som del av Tilførselsprogrammet finnes i Chierici m fl., De fleste dataene er tilgjengelig i de internasjonale databasene CARINA, CDIAC og SOCAT som finnes på og ( Dataene publiseres også i Vannmiljø. Tabell neden viser en oversikt over alle toktene som ble gjennomført i 2013: Table below shows a summary of transects and cruises where sampling were performed from south to north in Snitt Prøvetakingsmåned Type Målte parametere Utførende institusjon Finansiering Torungen- februar vannsøyle A T, C T IMR Miljødir Hirtshals Svinøy-NW januar vannsøyle A T, C T IMR Miljødir Fugløya- mars vannsøyle A T, C T IMR Miljødir Bjørnøya Bjørnøya- august vannsøyle A T, C T IMR Miljødir Sørkapp NØ Barentshav september vannsøyle A T, C T IMR Miljødir Langs 75 N juli vannsøyle A T, C T UNI EU Carbochange Tromsø- Longyearbyen/ februar, juni, overflate A T,C T, ph, NIVA Miljødir september, /Fram Ny-Ålesund november Oslo-Kiel januar, juli, overflate A T,C T, ph, NIVA Miljødir september, november Bergen-Kirkenes februar overflate A T,C T, ph, NIVA Miljødir I tillegg presenteres kontinuerlige pco 2 -målinger fra havoverflaten som ble gjennomført i 2012 (februarmars, juli-august) av UNI (Figur 36-41). Figur 1 viser stasjoner langs faste snitt i Nordsjøen (Torungen Hirtshals), Norskehavet (Svinøy-NV), og i Barentshavet langs tre snitt (Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya- Sørkapp og seks stasjoner i det nordøstlige Barentshavet) utført av Havforskningsinstituttet i hovedsak vinterstid. Posisjoner for prøvetaking i overflaten langs strekningen Tromsø-Svalbard vises i Figur 22, Olso-Kiel i Figur 27, og for Bergen- Kirkenes Figur 32. 7

9 Figur 1. Kart over stasjoner der IMR tok vannsøyledata fra faste snitt i Blå prikker viser stasjoner. Figure 1. Map showing stations were IMR sampled water column on repeated transects in Blue dots show station locations. 2.1 Prøvetaking og måling av total alkalinitet og totalt uorganisk karbon Generelt følger prosjektet rutiner for vannprøvetaking og instrumentering i internasjonale avtalte metoder publisert i Guide to Best Practices for Ocean CO 2 Measurements (Dickson m fl., 2007). Fire parametere kan måles direkte for å karakterisere karbonatsystemet i sjøvann. Disse er: total alkalinitet (A T ), total uorganisk karbon (C T ), ph, og partialtrykk av CO 2 (pco 2 ). A T er et mål på vannets kapasitet til å nøytralisere syre (bufferkapasitet) og består av summen av de basene i løsningen som er dannet av svake syrer (se Eq. 4 for skjematisk definisjon). I sjøvann utgjør karbonater og hydrogenkarbonat den største delen av disse basene. C T defineres som summen av karbonsyre og løst CO 2 i vann (CO 2 *), karbonater og hydrogenkarbonater (Eq. 5). Surhetsgraden eller ph angir konsentrasjonen av hydrogen-ioner (H + ) i sjøvannet (Eq.6). Partialtrykket (deltrykket) av CO 2 (pco 2 ) er enkelt definert som forholdet mellom [CO 2 * ] og løselighet av CO 2 -gass, K 0 (Eq. 7) 8

10 A T = [HCO 3 - ]+ 2[CO 3 2- ]+[B(OH) 4 - ]+[OH - ]+[HPO 4 2- ]+2[PO 4 3- ]+[SiO(OH) 3 - ]+ [NH 3 ]+[HS - ]-[H + ] -[HSO 4 - ] +[HF - ]+[H 3 PO 4 ]-.. (4) C T = [CO 2 *]+[HCO 3 - ]+ [CO 3 2- ] (5) [H + ] ~ [H + ] f +[HSO 4 - ], der [H + ] f er den frie hydrogenkonsentrasjonen ph = -log10 ([H + ]) (6) pco 2 = [CO 2 *]/K 0 (7) Prøvetaking av vannsøylen på faste snitt ble utført av IMR (Figur 1) om bord på instituttets fartøy F/F GM Dannevig i Nordsjøen, F/F Håkon Mosby i Norskehavet og F/F Johan Hjort i Barentshavet. Vannprøvene ble fiksert med mettet kvikksølvklorid løsning og oppbevart mørkt ved ca. +4 C før de ble analysert. Målinger av totalt uorganisk karbon (C T ) og total alkalinitet (A T ) ble utført på vannsøyleprøver fra snittene Torungen- Hirtshals, Svinøy-NV, Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya-Sørkapp og Nordøstlige Barentshav. Prøvene ble analysert ved IMR med VINDTA 3C (Marianda, Tyskland) og CM5011 couolometer (UIC. instruments, USA). Verdiene ble kalibrert mot sertifisert standardvann for kvalitetssikring og kontroll av nøyaktighet av alle C T og A T data (Certified Reference Material, CRM, A. Dickson, SIO, USA). Denne standarden brukes av alle tre partnerne. UNI tok prøver av vannsøylen langs 75 N i juli. Vannprøvene ble analysert for C T og A T om bord ved hjelp av VINDTA 3C-instrumentering levert av det tyske firmaet Marianda, med 100 ml prøvevolum for A T og 20 ml for C T og kalibrering v.h.a. sertifisert standardvann (Certified Reference Material, CRM, A. Dickson, SIO, USA) ), som beskrevet over for IMR. Prøvetaking og analyser av overflateprøver langs Norskekysten og mellom Oslo-Kiel, Tromsø Longyearbyen og Kirkenes-Bergen er utført av NIVA. Vannprøvene ble fiksert med mettet kvikksølvklorid løsning og oppbevart mørkt ved ca. +4 C før de ble analysert. Total alkalinitet (A T ) ble analysert ved potensiometrisk titrering med 0,1 N saltsyre (HCl), og C T med coulometrisk deteksjon av CO 2 ekstrahert fra surgjort prøve. Saltsyren for A T -titrering tilsettes NaCl for å bli sammenlignbar med ionestyrken til naturlig sjøvann på ca 0,7 M og ph-elektroden som benyttes av alle parter er tilpasset sjøvannsprøver/høy ionestyrke (Metrohm ). A T titrer-systemene benytter åpen titreringscelle. NIVA bruker prøvevolum på 50 ml. VINDTA-instrumentene ved IMR og UNI benytter 100 ml prøvevolum. Ekvivalenspunktene ble beregnet ved metode for kurvetilpasning anbefalt av Dickson m fl,. (2007). I overensstemmelse med internasjonalt konsensus anvendes sertifisert standard vann for kvalitetssikring og kontroll av riktighet av alle C T og A T data (Certified Reference Material, CRM, A. Dickson, SIO, USA). CRM-prøver med kjent verdi analyseres i starten, midten og på slutten av kjøringen. Disse verdiene blir vurdert opp mot sann verdi og det regnes deretter ut en faktor som alle reelle prøver blir korrigert mot. I 2013 tok NIVA i bruk de VINDTA systemet som brukes av UNI og IMR. NIVAs tidligere C T -metode er beskrevet i 2010 rapporten fra Tilførselsprogrammet. Vannprøver fra overflaten innsamlet med Ferrybox-nettverket i 2013 er tatt mellom Tromsø og Longyearbyen med containerskipet MS Norbjørn, Oslo-Kiel med MS Color Fantasy, og Bergen-Kirkenes med MS Trollfjord. Data fra NIVA-prosjektet AcidMar og Framsenter-prosjektet AcidArtic er stilt til disposisjon og brukt i rapporten. Prøver er innsamlet manuelt med personell fra NIVA, og prøvetagning for CT, AT, ph og næringssalter ble foretatt. Data for temperatur og saltholdighet er tatt fra Ferryboxsystemene. Målinger av ph og konservering for analyse av CT og AT er foretatt umiddelbart. ph er målt med den spektrofotometriske metoden i Total skala (ph-s(tot)) og med potensiometrisk metode i 9

11 NBS skala (ph-p(nbs)). Den spektrofotometriske ph-metoden er beskrevet i den tidligere (2010) rapporten fra Tilførselsprosjektet (Johannessen m fl., 2011; Chierici m fl., 2012; Chierici m fl., 2013). Målingene av ph-s(tot) er foretatt på et HACH DR-2800 felt spektrofotometer utstyrt med en 5 cm celle og som kan måle simultant på 4 bølgelengder. For den potensiometriske metoden ble Metrohm 680 ph-meter benyttet. ph er beregnet som funksjon av T, S, CT og AT, i total skala (ph-c(tot)) sammen med metningsgrad for kalsitt og aragonitt (Ωkalsitt og Ωaragonitt) ved hjelp av CO2SYS (Pierrot m fll., 2006) med konstanter fra Mehrbach m fl., (1973) modifisert av Dickson og Millero (1987) Interkalibreringtest av A T og C T instrumentering I 2013 tok IMR (Bergen og Tromsø) og UNI del i en internasjonal interkalibreringstest, der duplikater av CRM-prøver fra SIO, USA, ble sendt til over 60 laboratorier rundt om i verden. Analysene ved IMR kom svært godt ut i denne testen med avvik fra oppgitt verdi på mellom 0,1 og 1,2 µmol kg -1 for A T og fra 0,9 til 2,1 µmol kg -1 for C T. Analysene ved UNI kom også svært godt ut i denne testen, med avvik fra oppgitt verdi på mellom 0,1 og 1,3 µmol kg -1 for A T og mellom 0,5 og 1,6 µmol kg -1 for C T. IMR tok også del i en test for utvikling av standarder før kalibrering av ph for spektrofotmetrisk phmålinger med m-kresol purpur som indikator. Vi venter på resultat fra initiativtakerne i Japan før videre studie. 2.2 Underveismålinger av pco2 Ved avtakende temperatur vil CO 2 løses lettere i vann og partialtrykket av CO 2, pco 2, avtar. Et system for underveismålinger av pco 2 og havets overflatetemperatur er installert på F/F G.O.Sars. Instrumentet bruker en infrarød CO 2 /H 2 O-gassanalysator (LI-COR 6262) til å måle CO 2 -konsentrasjonen i luft som er i likevekt med en kontinuerlig strøm av sjøvann (Pierrot m fl., 2009). Analyser gjøres hvert tredje minutt, og instrumentet kalibreres omtrent hver sjette time ved å bruke tre referansegasser med konsentrasjoner som spenner over naturlig forekommende CO 2 -deltrykk i havområdet. Kalibreringsgassene er sporbare til referansegasser som er levert av National Oceanic and Atmospheric Administration /Earth System Research Laboratory (NOAA / ESRL). Målinger gjort med slike instrumenter har en usikkerhet på 2 µatm for pco 2 i sjøvann. Uheldigvis var det flere ulike problem med måleinstrumentet gjennom hele 2013, og det fins ingen pco 2 -data fra dette året. Men for å gi et eksempel på hvordan slike målinger ser ut vises her pco 2 - og O 2 -data fra 2012 samt beregnede ph-data fra samme båt (Figur 36, 37 og 38, kapittel 3.8). Dataene ble målt som en del av havforsuringsovervåkingen i Tilførselsprogrammet. pco 2 dataene fra 2012 har gjennomgått primær kvalitetskontroll og er sendt til den internasjonale databasen SOCAT for overflate verdier på CO 2 (Surface Ocean Carbon Atlas Portal). Etter sekundær kvalitetskontroll vil de bli en del av den siste oppdaterte versjonen av SOCAT versjon 3 ( Datasettet fra 2012 er begrenset til månedene februar-mars og juli-august. 10

12 2.3 Beregning av ph og metningsgraden av kalsitt og aragonitt Data for A T og C T anvendes sammen med temperatur, dybde (trykk), saltholdighet, fosfat og kiselsyre i en kjemisk spesieringsmodell, CO2SYS (Pierrot m fl., 2006) for å beregne de andre CO 2 -systemkomponentene som in situ ph, og metningsgrad for kalsitt og aragonitt (ΩCa og ΩAr). For disse beregningene ble det benyttet karbonsyrekonstanter fra Mehrbach m fl., (1973), modifisert av Dickson og Millero (1987). Det ble benyttet totalskala for ph (pht) ved å benytte konstanten for HSO4 - fra Dickson (1990) og beregning ved 25 C. Kalsiumkonsentrasjonen ([Ca 2+ ]) ble antatt proporsjonal med saltholdighet (Mucci, 1983), og korrigert for trykk i følge Ingle (1975). 3. Resultater 3.1 Vannsøyledata fra Torungen-Hirtshals Målinger ble foretatt på de avmerkede stasjonene i det faste snittet Torungen-Hirtshals på prøver samlet i januar (Figur 2a). Snittet ligger i et område som er påvirket av innstrømmende varmt og salt Atlantervann (rød) og ferskt kystvann (grønn, Figur 2b). I Tabell 1 vedlegg A presenteres stasjoner, posisjoner og data. Figur 2a. Stasjoner fra IMRs faste snitt Torungen- Hirtshals i januar 2013 (blå punkter). Resultatene er tabulert fra kysten og utover(tabell 1), og figurer som fremstiller vertikalfordeling av variabler langs snittet starter med kysten til venstre. Figure 2a. Stations from IMR transect in North Sea (blue dots) Figur 2b. Skjematisk kart over de viktigste transportveiene i Nordsjøen og Skagerrak. De røde pilene indikerer innstrømning av atlantisk vann, for det meste i m dybde, mens de grønne pilene angir hovedretningene til sirkulasjon av kystvann, typisk beliggende i de øverste 20m. (kart og tekst fra Figure 2b. Overview map on major currents in the North sea area; Atlantic water (red), coastal water (green arrows). 11

13 Vinterdata fra januar 2013 viser som i 2012 generelt lave A T og C T verdier i overflaten og høyere i dypet (Figur 4). Dette reflekterer innblanding av ferskvann i overflaten (Figur 3). Mellom 100 og 200 m dybde ser vi det salte og relativt varme Atlantervannet som vi ser i saltholdighet og temperaturprofilene fra samme snitt (Figur 3). Høyeste verdier at A T og C T finnes i det dypeste vannet i midten av snittet sirka 60 km ut fra kysten i en litt kaldere vannmasse under Atlantervannet. På den nordlige stasjonen har A T og C T lavere konsentrasjon enn på de sørligste stasjonene. Dette viser sannsynligvis påvirkning av kystvann (Figur 5) og i det underliggende vannet med høye A T og C T verdier viser påvirkning av Atlantervannet (Figur 5). Figur 3. Januardata fra Torungen-Hirtshals. Øvre panel: saltholdighet, nedre panel:temperatur ( C). Figure 3. Salinity and temperature data from Torungen-Hirtshals from January

14 Figur 4. Januardata fra Torungen-Hirtshals. Øvre panel: total alkalinitet (A T, µmol kg-1), nedre panel: totalt uorganisk karbon (C T, µmol kg-1). Figure 4. A T and C T data from Torungen-Hirtshals from January I øvre 100 meterne viser ph in situ og ΩAr lignende verdier med litt høyere verdier i de nordligste stasjonene og lavere verdier i midten av snittet (Figur 5). I mellomsjiktet meter (Atlantervannet) er ph in situ cirka 8,04 og ΩAr cirka 1,8. De laveste verdier finnes i det dypeste vannet der ΩAr er omkring 1,4, hvilket innebærer at hele vannekolonnen viser overmetning av både kalsitt og aragonitt (Figur 5). I dypvannet bidrar blant annet respirasjon til lave ph-verdier og lav metningsgrad. Middelverdi for ΩAr og ΩCa var 1,7 ±0,1, og 2,7±0,2 for hele området og alle dyp. Sammenlignet med 2012 er det lavere metning i 2013 og den største forskjellen ses i overflaten der ph og kalkmetningen var høyere i 2012 (Chierici m fl., 2013). De høye 2012-verdiene er mest sannsynligvis på grunn av CO 2 opptak gjennom primærproduksjon som resulterer i en økning av kalkmetningen. I 2012 kom trolig 13

15 planteplanktonproduksjonen i gang tidligere enn i Dette må undersøkes ytterlig og en lengre tidsserie vil vise hvilke prosesser som påvirker trender i kalkmetning. Middelverdi for 2012 viste ΩAr og ΩCa 1,9 ±0,2, og 3,0±0,3 for hele området og alle dyp (Chierici m fl., 2013). Figur 5. Januardata fra Torungen-Hirtshals. Øvre panel viser ph in situ og nedre panel aragonittmetningsgrad (ΩAragonitt). Figure 5. Aragonite and calcite data from Torungen-Hirtshals from January

16 3.2 Vannsøyledata fra Svinøy-NV I 2013 ble det utført målinger av karbonkjemi i hele vannkolonnen på vannprøver fra de faste stasjonene i det hydrografiske snittet mellom Svinøy og N, 0 0 V. Prøvene ble hentet i mars (6 stasjoner) (Figur 6a). Snittene fra Svinøy-NV fanger opp kystvannet (ferskt med stor sesongvis variasjon i temperatur), viktige deler av Atlanterhavsvann og arktisk vann i Norskehavet (Figur 6b). Varmt og salt Atlanterhavsvann strømmer inn i Norskehavet mellom Shetland, Færøyene og Island og følger topografien nordover (Figur 6b). Figur 7 viser saltholdighet og temperatur langs snittet (Figur 7). Atlantervannet tar opp mye antropogent CO 2 under veis nordover da det kjøles av og tar opp mer CO 2. Dette snittet har hydrografisk historie tilbake til I Tabell 2 finnes detaljer om posisjon, karbonatsystemdata og dyp. Figur 6a. Kart over stasjoner på faste snitt Svinøy-N. Stations from IMR transect in Norwegian Sea along Svinøy-NW (blue dots) Figur 6b. Strømmer og hovedsaklige tre vannmasser i både Norskehavet og Barentshavet: atlanterhavsvann (rød), arktisk vann (blå) og kystvann (grønn). Major currents and water masses in Norwegian Sea: Atlantic water (red), polar water (blue) and coastal water (green). 15

17 Figur 7. Data fra det faste snittet Svinøy-NV i januar Fra øverst til nederst: saltholdighet,og temperatur ( C). Figure 7. Salinity and temperature data from Svinøy-NW from January A T viser lave verdier ved kysten, dette er karakteristisk for kyststrømmen som ved dette snittet sees klart ut til 50 km. Mellom 50 km og 250 km ut fra kysten observeres høyere verdier av A T fra overflaten ned til ca 500 meters dyp av cirka 2320 µmol/kg. Dette viser påvirkning av Atlanterhavsvannet (Figur 8). I det arktiske vannet (under 500 meter) viser A T verdier på 2300 µmol kg -1. C T viser også påvirkning av kyststrømmen ut til 50 km med lavere verdier og C T øker gradvis til høye verdier i Atlanterhavsvannet i nord og utover i Norskehavsbassenget (Figur 6). Det underliggende vannet viser C T -verdier fra ca 2165 µmol kg -1 under 500 meters dyp. ph in situ er høyest i overflaten ved kysten med ph oppimot 8,06 (Figur 9). I 2012 var ph lavere og mellom 8,00 og 8,05 (Chierici m fl., 2013) og kan komme av ulik innblanding av kystvann eller planteplanktonproduksjon. Fra 50 km og videre langs snittet er ph verdiene relativt homogene i overflaten og ned til 250 meters dyp med ph verdier på cirka 8,04. Mellom 250 og 750 meters dyp er ph litt lavere med laveste verdier på 8,01. I det dypeste vannet finnes phverdier så lave som 8,0 (Figur 9). Beregnet aragonittmetning viser relativt homogene verdier i overflaten på ca 1,8 og 2,0. Kalsittmetning var i overflaten 3,0 (ikke vist). Metning synker gradvis vertikalt og er omkring 1,15 på 1000 meter 125 km fra kysten. Undermetning av aragonitt (<1) vises ved 2000 meter ved den nordligste stasjonen (Figur 9), hvilket var tilfellet også i

18 Figur 8. Januardata fra det faste snittet Svinøy-NV. Fra øverst til nederst: total alkalinitet (A T, µmol kg -1 ) og totalt uorganisk karbon (C T, µmol kg -1 ) Figure 8. A T and C T data in January 2013 along Svinøy-NW 17

19 Figur 9. ph in situ (øvre panel) og aragonittmetning (nedre panel) i januar 2013 langs det faste snittet Svinøy-NV. Figure 9. ph in situ and aragonite saturation in January 2013 along Svinøy-NW 3.3 Vannsøylen Fugløya-Bjørnøya (SV Barentshav) I 2013 ble det utført målinger av karbonkjemi i hele vannsøylen på vannprøver fra fem faste stasjoner i det hydrografiske snittet mellom Fugløya-Bjørnøya i mars (Figur 10). I Tabell 3 presenteres stasjoner, posisjoner og data i mars Snittet Fugløya-Bjørnøya ligger i det område der atlanterhavsvann strømmer inn i Barentshavet og videre inn i polhavet (Figur 10b). Det viser også påvirkning av kyststrømmen i den sørligste stasjonen. 18

20 Figur 10a. Kart som viser stasjoner for vannsøyleprøvetaking i Barentshavet (Fugløya-Bjørnøya og Bjørnøya-Sørkapp) i 2013 (blå prikker). Figure 10a. map showing the stations from IMR transect in Barents Sea western part along Fugløya- Bjørnøya and Bjørnøya-Sørkapp (blue dots) Figur 10b. Kart som viser skjematiske strømmer i Barentshavet. Røde piler viser innstrømning av Atlantisk vann, grønne piler viser kyststrømmen og blå piler viser innstrømning av Arktisk vann. Den grå linjen viser midlere posisjon på polarfronten. (kart fra ( masser/nb-no, ) Figure 10b. Map showing major currents in the Barents Sea. Red arrows show Atlantic water, green coastal current and blue arrows shows the Arctic water. Grey line shows the position of the polarfront. 19

21 Map from Figur 11. Data fra det faste snittet Fugløya-Bjørnøya i januar Fra øverst til nederst: saltholdighet,og temperatur ( C). Figure 11. Salinity and temperature data from Fugløya-Bjørnøya from January I det sørlige Barentshavet ser vi tydelig skille mellom kystnær stasjon og stasjonene lenger ut, med varmere og ferskere vann nærmest kysten (Figur 11). Langs i nor viser kalt og relativt ferskt polart vann (Figur 11). C T og A T fra den kystnære stasjonen er lave i de øvre 50 m på grunn av ferskvannsinnholdet (Figur 12). Lengre nord i langs snittet vises påvirkning av det salte og varme Atlanterhavsvannet med høye og homogene A T verdier på µmol kg -1 ned til bunn (Figur 12). Ved polarfronten (cirka 74 N), skiftes Atlanterhavsvann ut med polarvann og her finner vi lavere A T -verdier. C T viser høyeste verdier ved Fugløya på 200 meters dyp og minker i Atlanterhavsvannet til cirka 2138 µmol kg -1 (Figur 12). Høye C T verdier vises også i polarvannet på 70 meters dyp (2150 µmol kg -1 ). Laveste ph på 8,04 og laveste aragonittmetning på 1,77 vises på 180 meters dyp i kystnært vann omkring Fugløya (Figur 13). Ved Bjørnøya vises de høyeste ph verdier på 8,15, men likevel er aragonittmetningen lav (1,8) i polarvannet på bunnen ved Bjørnøya. Lavest ph og metning vises ved bunn sør fra 73 N (Figur 13), mest sannsynligvis grunn av økt CO 2 fra respirasjon av nedbrytningsprodukter fra primærproduksjon. 20

22 Dette viser at kystnært vann og polarvann er følsomme for videre havforsuring, på grunn av påvirkning av ferskvann med lave A T og høye C T verdier (Figur 12). Figur 12. Marsdata fra seks stasjoner i det sørlige Barentshavet mellom Fugløya og Bjørnøya, fra øverst til nederst: total alkalinitet (A T, µmol kg -1 ) og totalt uorganisk karbon (C T, µmol kg -1 ) Figure 12. A T and C T data along six stations in the southwest Barents Sea between Fugløya and Bjørnøya from March

23 Figur 13. ph in situ og Aragonittmetning (ΩAr) fra mars 2013 langs det faste snittet Fugløya-Bjørnøya. Figure 13. ph in situ and aragonite saturation data along six stations in the southwest Barents Sea between Fugløya and Bjørnøya from March Vannsøylen Bjørnøya- Sørkapp,NVBarentshav Vannsøylen mellom Bjørnøya-Sørkapp er relativt lite kjent med hensyn på karbonatkjemien. Her finnes en kompleks blanding av vannmasser fra Arktis, sjøis og resirkulert Atlanterhavsvann (Figur 10b). I Tabell 4 presenteres stasjoner, posisjoner og data fra august I august 2013 ses påvirkning av polarvann i overflaten ved Sørkapp i et område med kaldt og ferskt vann (Figur 14), og her er det også kaldere vann fra 70 meters dyp. Dette kan vare vann fra Storfjorden der lokale prosesser så som dyp vanns dannelse gir kalt tungt vann (Figur 14) med høye CO 2 verdier som vises i og høye C T verdier (Figur 15) transportert langs Svalbards østkyst i østlige Spitsbergen strømmen. Sørover på snittet mot Bjørnøya ligger varmt og salt Atlanterhavsvann under det ferskere og kalt polarvann fra cirka 50 meters dyp, mest synlig mellom 76 N og 76.5 N. 22

24 Figur 14. Hydrografiske data fra august 2013 langs Bjørnøya-Sørkapp (Spitsbergen): saltholdighet (øvre panel) og temperatur ( C, nedre panel). Figure 14. Salinity and temperature data from NW Barents Sea (Bjørnøya-Sørkapp) 23

25 Figur 15. Data fra fire stasjoner i det nordvestligste Barentshavet mellom Bjørnøya-Sørkapp, fra øverst til nederst: total alkalinitet (A T, µmol kg -1 ) og totalt uorganisk karbon (C T, µmol kg- 1 ) Figure 15. A T and C T data from four stations in the NW Barents Sea between Bjørnøya-Sørkapp in August I overflaten fra cirka 75.3 N vises lave C T verdier (omkring 2075 µmol kg -1 ), lave A T -verdier (sammenlignet med underliggende atlanterhavsvann) og høyeste ph og aragonittmetning (Figur 15 og 16). Dette er mest sannsynligvis på grunn av CO 2 opptak fra produksjon av planteplankton. Lave C T og A T verdier i overflaten ses tydelig i det nordvestligste Barentshavet ved Sørkapp i et område mellom atlanterhavsvann og polarvann, der C T og A T er påvirket av ferskvannsinnholdet (Figur 15). Dypere ned i midten av snittet ses atlanterhavsvannet med C T og A T verdier omkring 2150 µmol kg -1 og 2320 µmol kg - 1. ph og aragonittmetningen minker med dypet og en av de laveste ph-verdiene på 8,03 og laveste aragonitt metning på 1,40 ses på 125 meters dyp i den nordligste stasjonen (Figur 16). Laveste ph verdi på 8,025 ses på 250 meters dyp (Figur 16). 24

26 Figur 16. Data fra fire stasjoner i det nordvestligste Barentshavet mellom Bjørnøya-Sørkapp, fra øverst til nederst: ph in situ og aragonittmetning (ΩAragonitt). Figure 16. ph in situ and aragonite saturation in the NW Barents sea (Bjørnøya-Sørkapp) 3.5 Vannsøylen i nordøstlige Barentshav Dette er det andre året vannprøver blir tatt i hele vannsøylen fra den nordøstligste delen av IMRs faste hydrografiske snitt nordover fra Vardø om bord et av fartøyen på IMRs årlige Økosystemtokt i Barentshavet. Også dette snittet fanger opp atlanterhavsvann og vann påvirket av polarvann fra nord (Figur 10b) ved polarfronten på cirka 78 N. I den nordlige delen av snittet ses polarvann og resirkulert atlanterhavsvann fra Framstredet, og vannet her er påvirket av sjøisdekke og smeltevann fra sjøis (Figur 17). Prøvene ble hentet i september (Figur 10a). I Tabell 5 vises posisjoner, dyp, stasjonsnummer og data. 25

27 Figur 17. Hydrografiske data fra september 2013 i nordøstlige Barentshavet: saltholdighet (øvre panel) og temperatur ( C, nedre panel). Figure 17. Salinity and temperature data from September 2013 in the NE Barents Sea. I overflaten i fra nordøstligste Barentshavet ser man tydelig innflytelse av varmt og salt atlanterhavsvann som strekker seg til ca 77,5 N, der det møter det kalde og ferskere polarvannet ved den såkalte polarfronten (Figur 17). Laveste saltholdighet ses ved 78 N i vann som er påvirket av sesongmessig isdekke og polarvann. De høyeste karbonverdiene finner vi i dypere vann ved 78 N der A T viser ca 2320 og C T 2200 µmol kg -1 (Figur 18). Laveste verdier observeres i overflaten i polarvannet ved polarfronten mellom 77 N og 78 N der A T er 2220 og C T 2025 µmol kg -1 (Figur 18). Overflateverdier for ph viser relativt homogene verdier ned til 50 meters dyp på ca 8,18 langs hele snittet, med litt mindre ph verdi ved polarfronten (Figur 19). Aragonittmetningen viser høyeste verdier i polarfrontområdet, fra ca 2,2 frem til 77,5 N og minker til ca 1,8-1,9 i nord (Figur 19). Aragonitt og kalsitt (ikke vist) viser overmetning i hele vannsøylen, med laveste verdier på 1,2 (aragonitt) og 1,9 (kalsitt) ved bunnen (330 m) på de to nordligste stasjonene (Figur 19), her kommer sannsynligvis økningen i CO 2 fra mikrobiell nedbrytning av organisk materiale over lang tid og ikke fra antropogen havforsuring. 26

28 Figur 18. Data fra seks stasjoner i det nordøstligste Barentshavet, fra øverst til nederst: total alkalinitet (A T, µmol kg -1 ) og totalt uorganisk karbon (C T, µmol kg -1 ). Figure 18. A T and C T data from September 2013 in the NE Barents Sea. 27

29 Figur 19. Data fra det fire stasjoner i det nordøstlige Barentshavet, fra øverst til nederst: ph in situ og aragonittmetning (ΩAr). Figure 19. ph in situ and aragonite saturation in September 2013 in the NE Barents Sea. 28

30 3.6 Vannsøylen i Grønlandshavet I juli 2013 ble det gjort målinger av karbonkjemi i vannsøylen langs 75 N. Figur 20 viser posisjoner langs snittet. I Tabell 6 viser posisjoner, dyp, stasjonsnummer og data. Figur 20. Stasjoner fra tokt med F/F G.O.Sars langs 75 N sommer Figure 20. Map showing stations for sampling along 75 N in summer Figur 21a og b viser salt og temperatur i vannkolonnen langs 75 N, og det relativt varme og salte nordgående atlantiske vannet ses tydelig til høyre i figurene, mens det kalde, ferske polarvannet som strømmer sørover ses til venstre. Dypere vannlag har relativt stabile temperatur og saltverdier langs dette snittet. Figur 21c og d viser hvordan målte verdier for A T og C T varierer langs 75 N og Figur 21e og 21f viser variasjon i beregnede verdier for henholdsvis ph in situ og ΩAr for dette snittet. Variasjonen i parameterne er dels et resultat av ulike vannmasser med forskjellig hydrografisk signatur og dels et resultat av biologisk aktivitet om vår/sommer. I overflatevannet er C T - verdiene relativt lave, og en C T -variasjon på om lag 100 µmol kg -1 ses i dette laget, som gjenspeiler områder med ulik grad av biologisk aktivitet. Områder med lavest C T -konsentrasjon (i vest og øst) er også områder der mesteparten av næringssaltene er brukt opp i primærproduksjon (ikke vist). Dette ses igjen i ph in situ i overflata (Figur 21e) som viser relativt lave ph-verdier der det er lavest primærproduksjon (høy C T ) og høye ph-verdier der det er høy primærproduksjon (lav C T ). Variasjon i biologisk produksjon er også gjenspeilet i metningsgraden for aragonitt (Figur 21f). Den Norske Atlanterhavsstrømmen i øst har relativt høye A T -verdier fra overflata og ned til ca 500 m. Vannmasser dypere enn ca 500 m viser små variasjoner både for C T og A T. Metningshorisonten for aragonitt varierer rundt 2000 m dyp langs dette snittet, litt grunnere i vest enn i øst. 29

31 Figur 21a. Saltinnhold i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21a. Salinity in the top 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer

32 Figur 21b. Temperatur ( C) i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21b. Tenmperature in the top 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer

33 Figur 21c. Innhold av total alkalinitet (A T ; µmol kg -1 ) i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21c. A T in upper 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer

34 Figur 21d. Innhold av totalt uorganisk karbon (C T ; µmol kg -1 ) i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21d. C T in upper 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer

35 Figur 21e. ph in situ i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21e. ph in situ in upper 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer

36 Figur 21f. Metningsgrad av aragonitt i de øverste 200 m (øvre figur) og i hele vannsøylen (nedre figur) langs 75 N, sommer Figure 21f. Saturation of aragonite in upper 200 m (upper panel) and in the full water column (lower panel) along 75 N, summer Overflatedata I 2013 gjennomførte NIVA sesongmessige tokt for prøvetaking av overflatevann for målinger fra Barentshavsåpningen og Skagerrak, samt at det ble utført et vintertokt langs Norskekysten. Målinger ble gjort ved bruk av Ships Of Opportunities (SOOPs) som seiler faste ruter mellom hhv. Tromsø- Longyearbyen (M/S Norbjørn) og Oslo-Kiel (M/S Color Fantasy) og Bergen-Kirkenes (Hurtigruten M/S Trollfjord). I Tabell 7, Tabell 8, og Tabell 9 vises posisjoner, dyp, stasjonsnummer og data Tromsø-Longyearbyen Figur 22 viser posisjoner der overflatevann ble samlet inn i løpet av ulike årstider i Innsamlingen var langs snittet Tromsø-Longyearbyen, og M/S Norbjørn ble brukt. Dette skipet er et lasteskip og ruten varierer noe på grunn av vær og isforhold. En stasjon utenfor Kongsfjorden (Ny Ålesund) ble også tatt da skipet gikk dit i september. Prøver blir tatt langs ruten for å innhente informasjon om de ulike vannmassene. 35

37 Figure 22. Stasjoner langs Barentshavsåpningen i året Toktene ble gjort (rød ), (blå ), (sort ) og (grønn ). Figure 22. Station map for the transect following the Barents Sea entrance on the boarder to the Norwegian Sea (red ), (blue ), (black ) and (green ). Som man ser av havstrømmene i området (Figur 10b) følger toktene (Figur 22) stort sett Atlantisk vann opp til Svalbard, mens man langs Svalbards vestkyst kommer inn i Arktisk vann. Går ruten nært nok Bjørnøya kan man også komme inn i Arktisk vann. 36

38 Figur 23. Fire års ( ) målinger av saltholdighet (øvre panel) og temperatur (nedre) målt under Tilførselsprogrammet og Havforsuringsovervåkningen. Toktene i 2013 ble gjort Februar 21-23, juni 7-9, september 3-7, januar Atlantisk vann fra sør blandes med Arktisk vann i nord. Helt sør ser vi kystvann. Figure years measurements of temperature and salinity show Atlantic water from the south mix with Arctic water in the north and coastal water far south. Vanntypene defineres av temperatur og saltholdighet der Atlantisk vann holder en salinitet over > 35 og en temperatur >3 ºC, mens Arktisk vann er <0 ºC og har typisk en salinitet 34,4 34,8 (Ingvaldsen og 37

39 Loeng, 2009). I Feil! Fant ikke referansekilden. vises temperatur og saltholdighet for de 17 toktene som er gjort siden 2010, der de siste fire toktene er fra Atlantisk vann og kystvann dominerer våre vannprøver i sør, mens Atlantisk vann blandes med Arktisk vann i nord. I åpent hav midt mellom Svalbard og norskekysten dominerer Atlantisk vanntype. Temperatur og saltholdighet (Feil! Fant ikke referansekilden.) viser en tydelig sesongvariasjon. Det er høyere temperatur om sommeren (8-11 ºC i sør, 4-7 i nord) og lavere om vinteren (4-6 ºC i sør, 0-4 i nord). Saltholdighet i Svalbard-området synker med økt innblanding av smeltevann om sommeren (31-33 psu), sammenlignet med om vinteren (33,5 til 34,5 psu). Saltholdigheten >78 ºN var 33,03 i juni Manglende data på grunn av analysefeil for to punkt ved 77 N og 78 ºN gjør at det ikke vises i plottet. A T og C T (µmol kg -1 ) (Figur 24) viser en sammenheng med saltholdighet som vist i Figur 23, hvor Atlantisk vann (salinitet ~35) har høyere A T. Sommertid sees minimumsverdier nord ved Svalbard på grunn av ferskere vann. Sammenlignet med C T data fra 2011 viser C T data fra fire år høyere C T verdier fra vinteren 2012 til våren 2013 i hele området (Figur 24). Til vis del vises dette også i A T og kan vare grunn av ulik fordelning av Atlanterhavsvann. 38

40 Figur 24. Fire års samlede målinger av overflate total alkalinitet (A T, øvre) og totalt uorganisk karbon (C T, nedre) er høyere i Atlantisk vann, som sett som høy saltholdighet og temperatur i Feil! Fant ikke referansekilden.. Figure 24. Four years measurements of surface A T (upper) and C T (lower) in surface water. Seasonal variability shows that A T is higher in Atlantic water, seen as high salinity and temperature in Feil! Fant ikke referansekilden.. ph er lavere om vinteren og høyere om sommeren og pco 2 er omvent (høye på vinteren og lave om sommeren (Figur 25). Planteplankton spiller en stor rolle i karbonkretsløpet og kan være en årsak til høyere ph (lave pco 2 ) i noen områder om sommeren. I 2012 og deler av 2013 er ph er lavere (pco 2 høyere) og gir lavere ΩAr verdier sammenlignet med

41 Figur 25. Fire års samlede målinger av ph og pco 2 (µatm) in situ beregnet fra ph (ved 25 C) og A T i overflata. Data viser sesongvariasjon med lav ph/høy pco 2 om vinter og høy ph/lav pco 2 om sommer. Høyest sesongvariasjon finner vi i nord. Figure 25. Four years of surface values of ph and pco 2 (µatm) (calculated from ph at 25 C and A T) in the Barents Sea opening. 40

42 Aragonitt verdier viser at overflatevannet allerede kan karakteriseres av metning nær 1 om vinteren (Figur 26). Figur 21. Fire år beregnede verdier av ΩAr beregnet fra A T og C T. Figure 26. Four years calculated values of ΩAr from A T and C T. I figurene 23 til 26 vises sesongvariasjon for målte og beregnede parametere mellom Tromsø og Longyearbyen i løpet av de fire år med observasjoner. Tidsserien gjør det mulig å avdekke de store trekkene i sesongvariasjonen. pco 2 nivåene i overflaten preges av minimumsverdier (~ µatm) observert under vår- og sommersituasjoner og maksimumsverdier (~ µatm) observert under vintersituasjonene. ph (total) øker i vår- og sommerperioden (8,15-8,31) og synker om vinteren (8,04-8,05). Distribusjonen ev pco 2 og ph langs transektet varierte mest om sommeren. For eksempel ble det observert høye verdier av ph og lave pco 2 ved Svalbard våren 2010, 2011 og 2013 (Figur 26), som potensielt kan være knyttet til oppblomstring av planteplankton. Lavere pco 2 og høyere ph observert sommeren 2010, 2011 og 2012 ved 70-71º N var sannsynligvis påvirket av høyere primærproduksjon i den norske kyststrømmen. Det er derfor viktig å måle om vinteren for å fange de store trendene i havforsuring, men samtidig er det viktig å fange opp de variasjonene om sommeren som sannsynligvis både skyldes og påvirker biologisk aktivitet. Metningen av aragonitt er nær 1 om vinteren (Figur 26). De observerte endringene av pco 2 viser at havet er overmettet med CO 2 om vinteren, og vannet kan da bli en kilde til CO 2 der CO 2 trekkes fra vannet til atmosfæren, mens om vår, sommer og høst, forblir sjøvannet et sluk for CO 2 (Figur 26). 41

43 3.7.2 Oslo-Kiel I Figur 27 viser stasjoner samlet inn i ulike årstider om bord i R/V Color Fantasy langs snittet Oslo-Kiel i Som man ser av havstrømmene i området går toktene (Figur 22 ) gjennom Skagerrak der vannet påvirkes av Atlantisk vann og vann fra Østersjøen og Tyskebukta.. Figur 22. Stasjonskart for snittet mellom Oslo-Kiel, 29.1 (rød ), 14.7 (blå ), 16.9 (sort ) og (grønn ). Figur 2b viser havstrømmer i området; rød Atlantisk vann, grønn - kystvann. ( nmasser/nb-no, ) Figure 27. Stations from Oslo-Kiel in (red ); 14.7, blue ( ); 16.9 (black ); (green ).Figure 2b shows the currents in the area; red Atlantic Water, green - coastal water. Map from I Skagerrak ses en stor variabilitet i temperatur og saltholdighet fra 1,5-16 ºC og 19,5-33 psu, med varmere og ferskere vann om sommeren (Figur 28). 42

44 Figur 23. Målt saltholdighet og temperatur (SST, C) i overflatelaget (4 m dyp) i Oslofjorden og Skagerrak fra februar til november Figure 28. Measured sea surface salinity and sea surface temperature (SST, C) in A T og C T er som tidligere beskrevet for Barentshavsåpningen, høyere i vann med større Atlantisk påvirkning enn i det ferskere kystvannet (Figure 29). 43

45 Figur 29. Samlede målinger av A T og C T i overflaten under 2013 viser høyere verdier i Atlantisk påvirket vann i Skagerrak. Sesongmessig variasjon viser også høyere vinterverdier. Figure 29. A T and C T in surface waters from Oslo to Kiel in Seasonal variation shows that A T and C T is higher in surface water influenced by Atlantic Water and during winter. ph og pco 2 viser sesongvariasjon med høyere ph/lavere pco 2 om vår og sommer (Figur 30). Høyere biologisk produksjon og forbruk av CO 2 kan påvirke ph og pco 2 og gir stor variabilitet i sommersesongen. 44

46 Figur 4. ph (total) og pco 2 (µatm, beregnet fra ph (total) og A T ) høyere ph/lavere pco 2 om vår og sommer. Figure 30. ph (total) and pco 2 calculated from A T and ph (total and A T ) 45

47 Figur 31. Aragonittmetning (ΩAr) i overflaten i 2013, beregnet fra A T og C T. Figure 31.Saturation of aragonite ΩAr in the surface waters in 2013 calculated from A T and C T. I Skagerrak ses en stor variabilitet i temperatur og saltholdighet fra ºC og 19,5-34 psu, med varmere og ferskere vann om sommeren, noe som henger sammen med variabiliteten i A T og C T som er høyere i saltere vann med større Atlantisk påvirkning enn i det ferskere kystvannet (Figur 28). I ferskere vann i Oslofjorden med lav A T og C T gir lav aragonittmetning, ΩAr <1 ved to tilfeller (Tabell 8). I Skagerrak var alle beregnede ΩAr over 1, men om vinteren var den nær 1 (Figur 31). Variasjonen i ph (7,9-8,15) og pco 2 ( µatm) varierer noe uavhengig av vannmassene, spesielt om sommeren noen som sannsynligvis henger sammen med økt biologisk forbruk av CO Kirkenes-Bergen Figur 32 viser stasjoner samlet inn langs norskekysten om bord på Hurtigruten M/S Trolljord i februar Som man ser av havstrømmene i området tas prøvene (Figur 32 ) i den norske kyststrømmen der vannet strømmer nordover fra Skagerrak. 46

48 Figur 32. Stasjoner langs norskekysten Havstrømmene langs norskekysten; grønne piler kystvann, og røde piler - Atlantisk vann. ( Figure 32. Sampling locations along the Norwegian coast sampled in 23 to 28 February Figure also showing the major currents off the Norwegian coast, with green arrows coastal current, red- Atlantic water ( Saltholdigheten langs norskekysten februar 2013 hadde generelt en gradient fra noe ferskvannspåvirket i sør til høyere saltholdighet i nord (Figur 33, 31,5-34), mens Bøkfjorden hadde saltholdighet 22,71 psu (fjernet fra plott). Temperaturen var mer variabel og viste lavest temperatur i Vesterålen (2,6-3 C) og høyest utenfor Mørekysten og Trøndelag (4 4,5 ºC, Figur 33). 47

49 Figur 33. Saltholdighet og overflatetemperatur (SST C), mellom Kirkenes og Bergen i februar Figure 33. Measurements of in situ salinity and sea surface temperature (SST C) between Kirkenes and Bergen in February A T viste generelt verdier mellom µmol/kg og C T lå mellom µmol/kg, men i Bøkfjorden nær Kirkenes (fjernet fra plott) var verdiene svært lave (A T 1495 og C T 1354 µmol kg -1 ) Figur 34. Økt salinitet ga høyere A T og C T (Figur 34). 48

50 Figur 34. A T og C T (µmol/kg) i overflatevann mellom Kirkenes og Bergen i februar Figure 34. A T og C T values in the surface waters along the Norwegian coast in February 2013 ph varierte mellom 8,03-8,11 og pco 2 mellom µatm og var ofte uavhengig av målt A T eller saltholdighet (Figur 35). 49

51 Figur 35. ph in situ og pco 2 (µatm, beregnet fra ph ved 25 C og A T) mellom Kirkenes og Bergen i februar Figure 35. surface values of ph in situ and pco 2 (µatm) calculated from A T and ph (at 25 C and A T) Bergenet aragonittmetning (Ω Aragonitt) var over 1 langs hele kystlinjen vinteren 2013(Figur 36). 50

52 Figur 365. Aragonittmetning (ΩAr) i overflaten, beregnet fra A T og C T, for norskekysten vinteren 2013 Figure 36. Saturation of aragonite (ΩAr) calculated from A T and C T along the Norwegian coast in February Overflatemålingene gjort i februar 2013 viste en gradient for saltholdigheten langs norskekysten februar 2013, fra noe ferskvannspåvirket i sør til høyere saltholdighet i nord (31,5-34), noe som også ga seg til uttrykk i A T og C T. Bergenet aragonittmetning (ΩAr) var over 1 langs hele kystlinjen vinteren Temperaturen varierte mellom 2,57-4,78 ºC. ph varierte mellom 8,01-8,11 og pco 2 mellom µatm. 3.8 Underveis pco2-data i Norskehavet pco 2 data mangler fra F/F G.O.Sars i 2013 p.g.a. gjentakende instrumentelle problem, og her vises pco 2 -, O 2 -, ph- og ΩAr-data fra Norskehavet 2012 samt temperatur og salt fra samme periode (Figur 37 til 42). 72 o N 68 o N 64 o N 60 o N 56 o N SUMMER 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E o N 68 o N 64 o N 60 o N 56 o N WINTER 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E Figur 37 SST ( C) i Norskehavet i juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) Målingene ble gjort ombord på F/F G.O.Sars. Figure 37. Sea surface temperature (SST, C) in Norwegian Sea in July-August (left) and February-March (right) Measurements were performed onboard R/V G.O. Sars

53 72 o N 68 o N SUMMER o N 68 o N WINTER o N 60 o N 56 o N o N 60 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E o N o W8 o W 0 o 8 o E16 o E Figur 38. Saltholdighet i overflata (SSS) i Norskehavet i juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) Målingene ble gjort ombord på F/F G.O.Sars. Figure 38. Sea surface salinity (SSS) in Norwegian Sea in July-August (left) and February-March (right) Measurements were performed onboard R/V G.O. Sars o N SUMMER o N WINTER o N 64 o N o N 64 o N o N 56 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E o N 56 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E Figur 39. pco 2 (µatm) i Norskehavet i juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) Målingene ble gjort ombord på F/F G.O.Sars. Figure 39. pco 2 (µatm) in Norwegian Sea in July-August (left) and February-March (right) Measurements were performed onboard R/V G.O. Sars. Vinterverdiene av pco 2 (Figur 39 - høyre) ligger jevnt over mellom 350 og 380 µatm, bortsett fra i Nordsjøen der verdiene er en del lavere. pco 2 -verdiene avspeiler de ulike vannmassene fra den relativt ferske og kalde kyststrømmen (Figur 37 og 38 - høyre) med pco 2 -verdier på µatm til den noe varmere Nord-Atlantiske strømmen med pco 2 rundt 380 µatm, og videre til kaldt polart vann i vest med pco 2 -verdier rundt 370 µatm. De lave pco 2 -verdiene i Nordsjøen ( µatm) er dels knyttet til svært ferskt kystvann fra Skagerak, men mest til begynnende oppblomstring i enkelte områder av Nordsjøen. Det er viktig å være oppmerksom på at den observerte store romlige variabiliteten er både knyttet til at vannmassene er kjemisk ulike og har forskjellig temperaturer og saltholdighet(figur 37 og 38 - høyre). Sommerverdier av pco 2 (Figur 39 - venstre) er generelt lavere enn vinterverdiene, og dette kan forklares med biologisk aktivitet, som binder CO 2. Sommerdataene er fra sensommer, når våroppblomstringen i Norskehavet er over, og variasjonen i dataene er relativt liten. Langs Vestlandskysten finner vi vann med relativt høy temperatur (Figur 37 - venstre) og følgende høy pco 2. 52

54 72 o N SUMMER o N WINTER o N 64 o N o N 64 o N o N 56 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E o N 56 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E Figur 40. Oppløst oksygen, O 2 (µmol kg -1 ) i Norskehavet i juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) Målingene ble gjort ombord på F/F G.O.Sars. Figure 40. Dissolved oxygen (µmol kg -1 ) in Norwegian Sea in July-August (left) and February-March (right) in De relativt lave sommerverdier for oppløst oksygen (O 2 ) (Figur 40 - venstre) viser at vår- og sommeroppblomstringen er over og respirasjon dominerer. De laveste oksygenverdiene finnes i kyststrømmen om sommeren, der respirasjonen er dominerende. Vinterverdier for oppløst oksygen viser større variasjon enn sommerverdiene, og er påvirket av både vinterblanding (lave O 2 -verdier) og flekkvis begynnende våroppblomstring (høye O 2 -verdier). 72 o N 68 o N SUMMER o N 68 o N WINTER o N 60 o N o N 60 o N o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E 8 56 o N 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E 8 Figur 41. Beregnet ph in situ i: juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) ph er beregnet fra målinger som ble gjort fra A T og C T ombord på F/F G.O.Sars. Figure 41. ph in situ calculated from A T and C T measured onboard GO Sars: July-August (left) and February-March (right) o N 68 o N 64 o N 60 o N 56 o N SUMMER 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E o N 68 o N 64 o N 60 o N 56 o N WINTER 16 o W8 o W 0 o 8 o E16 o E Figur 42. Beregnet metningsgrad av aragonitt (ΩAr). Juli-august (figur til venstre) og februar-mars (figur til høyre) ph er beregnet fra målinger av A T og C T som ble gjort ombord på F/F G.O.Sars Figure 42. Aragonite saturation calculated from A T and C T measured onboard GO Sars: July-August (left) and February-March (right)

55 ph på totalskala (Figur 41) er beregnet fra målte pco 2 -verdier og A T -verdier som er estimerte utfra et lineært forhold mellom A T og overflatesaltholdighet (Nondal m fl., 2009). ph er bestemt ved å bruke et program for karbonsystemberegninger, CO2SYS, beskrevet i kapittel 2.3. Feilen i disse beregningene er estimert til ph-enheter (Lauvset og Gruber, 2014). ph-verdiene er lave der pco 2 -verdiene er høye, og vinterverdier av ph i Nordsjøen og Norskehavet er generelt lave bortsett fra flekkvise områder med tidlig våroppblomstring og høy ph (Figur 41 - høyre). På sensommeren er ph-verdiene jevnt over høye, de avtar noe mot Vestlandskysten og i det kalde polare vannet i vest (Figur 41 - venstre). Metningsgraden av aragonitt (ΩAr, Figur 42) er her nærmest et speilbilde av ph, med generelt lave overflateverdier om vinteren og høyere om sommeren. 4. Sammendrag de ulike havområdene 4.1 Nordsjøen I Nordsjøen viser vinterdata fra januar 2013 generelt lave A T og C T verdier i overflaten og høyere i dypet, som reflekterer innblanding av ferskvann i overflaten med litt høyere ph og aragonittverdier i de nordligste stasjonene og lavere verdier i midten av snittet. Februar-og marsdata fra 2012 viser flekkvis høyere ph og aragonittmetning i overflatevannet, som tyder på begynnende oppblomstring. I mellomsjiktet meter (Atlantervannet) er ph in situ cirka 8,04 og ΩAr cirka 1,8 i januar Lave verdier finnes i det dypeste vannet der ΩAr er omkring 1,4. I dypvannet bidrar blant annet respirasjon til lav ph og lav metningsgrad. Stor sesongsvariasjon vises også fra overflate tokt, grunn av ulik fordelning av vannmasser og planteproduksjon samt tilkomst av karbon fra elver. Laveste ΩAr verdier (< 1) vises i Indre Oslofjord våren 2013 sannsynligvis grunn av ferskvann og muligens tilskott av CO 2 fra elvevann. 4.2 Norskehavet og Grønlandshavet I Norskehavet ser vi tydelig påvirkning av kyststrømmen på A T og C T der disse viser lave verdier til ca 50 km ut fra kysten. Lenger ut observeres høyere verdier av A T fra overflaten ned til ca 500 meters dyp som indikerer påvirkning av Atlanterhavsvannet. I det arktiske vannet (under 500 meter) har A T lavere verdier på 2300 µmol kg -1 og C T øker gradvis til høye verdier i Atlanterhavsvannet i nord og utover i Norskehavsbassenget. Lave A T og høye C T verdier bidrar til lave ph verdier mellom 250 og 750 meters dyp og laveste verdier på 8,0 på bunnen i det dypeste vannet. I Norskehavet og Grønlandshavet varierer aragonittmetningen i overflaten fra ca 1,8 til 2,7. Kalsittmetning var i overflaten rundt 3,0 på de faste snittene. Metningen synker gradvis vertikalt og undermetning av aragonitt (<1) ses ved 2000 meter ved den vestligste stasjonen på Svinøysnittet, i Barentshavsåpningen og i Grønlandshavet. I Grønlandshavet vil både vannmasser med ulik hydrografisk signatur og biologisk aktivitet påvirkning av karbonatsystemet Det sistnevnte gir lave C T - og høye ph-verdier i overflatevannet. Dypere enn 500 m ses bare små variasjoner i C T og A T. I østlige deler av snittet ses den Norske Atlanterhavsstrømmen med relativt høye A T -verdier fra overflata og ned til ca 500 m. De lave C T -verdiene Atlanterhavsvannet er knyttet til biologisk aktivitet, siden mesteparten av næringssaltene i dette laget er brukt opp Metningsgraden av aragonitt varierer med biologisk produksjon i overflaten, og metningshorisonten for aragonitt finnes på rundt 2000 m dyp. 54

56 4.3 Barentshavet I Barentshavet vises laveste A T, C T og ph verdier i de områder som er mest påvirket av fersk polarvann eller kystvann, og sesongmessig isdekke. Vi ser stor sesongvariasjon i overflaten med høyest Aragonittmetning i polarfrontområdet om sommeren, sannsynligvis på grunn av biologisk produksjon. Overflatedata fra fire år viser årlig variasjon med høye C T, CO 2 -verdier og lav Aragonitt-metning i 2012 til våren Dette kan være lenket til innstrømning av Atlanterhavsvann eller ulik biologisk produksjon i Sommerdata fra den nordøstligste delen viser overmetning av aragonitt og kalsitt i hele vannsøylen, med laveste verdier på 1,2 (aragonitt) og 1,9 (kalsitt) ved bunnen på de to nordligste stasjonene. Økningen i CO 2 ved bunn er trolig fra mikrobiell nedbrytning av organisk materiale over lang tid og ikke fra antropogen havforsuring. Fire års samlede overflatedata viser stor sesongs- og årsvariasjon med relativt sett høye C T, CO 2 -verdier i 2012 til vår 2013 som resulterte i lav aragonittmetning det året sammenlignet med Konklusjon og anbefalinger Målet med dette overvåkingsprogrammet er å forstå havforsuring i norske farvann og hvordan den varierer på sesong og mellomårlig skala. Programmet er inne i det første året som eget program og i det tredje året av havforsuringsovervåking og vi har nå analysert og produsert nye data som vil inngå i beskrivelsen av en basissituasjon, som fremtidige endringer kan skaleres opp mot. Overflatemålinger fra Barentshavsåpningen viser at deler av variabiliteten i karbonatsystemet skyldes hydrografiske endringer (saltholdighet, temperatur, næringsstoffer). I vannkolonnen sammenlignes data fra år til år, og en stor del av variasjonen i CO 2 systemet er knyttet til variasjon i Atlanterhavsvann, polart vann og utbredelse av kystvann. Biologisk produksjon er også en viktig driver for mellomårlig variasjon. Vannkolonnedata vil også gi informasjon som kan brukes til å utvikle scenarier for framtidige CO 2 -konsentrasjoner, opptak av antropogent CO 2, og hvordan dypet av metningshorisonten endres. Men å bestemme de enkelte drivere av havforsuring og deres regionale, sesongmessige og mellomårlig variabilitet, krever en mer helhetlig overvåking og integrerte målinger og studier av biologisk produktivitet, hav fysikk, land-hav utveksling. Antropogen påvirkning i Norskehavet er liten og i overflata ses generelt en pco 2 økning på 2 µatm/år. Dette er svært lite sammenlignet med den naturlige bakgrunnskonsentrasjonen (ca µatm avhengig av område og årstid) og sesongvariasjonen (ca µatm avhengig av område og årstid) av CO 2 i dette området. Dette innebærer at for at kunne si noe om antropogen kontra naturlig påvirkning trengs lange tidsserier tilsvarende de 20 årene det har blitt målt i Islandshavet (Olafsson m fl., 2009). I 2013 og 2012 viser data laveste metningsgrad av aragonitt og lave ph verdier i bunnvann og vann påvirket av ferskvann fra elver og smeltevann fra sjøis, som i nordligste Barentshavet og langs kysten. Hele Barentshavet viser stor årlig- og sesongvariasjon, hvilket vises i overflatedata fra fire år, men dette er ikke tilstrekkelig lang tid for å kunne si noe om trender og hvilke prosesser som er styrende for C T - endringen i overflata. Barentshavet opplever ulik innstrømning av Atlantervann og ulik utbredelse av isdekket i tillegg til biologiske prosesser, og det er viktig å fortsette målingene i hele vannsøylen for å forstå prosessene som styrer opptaket av CO 2 og variasjonen i karbonatsystemet. Hvor mye bidrar økt havtemperatur til endring i CO 2 konsentrasjonen? Hvor mye bidrar issmeltevann til metningsgraden av aragonitt? Disse spørsmål kan bare besvares gjennom måleserier over lang tid som settes sammen med klimarelatert forskning. I denne rapporten vises også lav aragonittmetningsgrad langs kyst og i fjord, f eks laveste overflateverdier vises i Indre Oslofjorden. Dette kan ha konsekvenser for akvakultur eller annen næringsaktivitet som utnytter marine ressurser i fjorder. 55

57 Dette overvåkingsprogrammet bidrar med svært viktige data for både kyst-, Atlanter- og polarvannet og det bidrar også med data og kunnskap til det internasjonale nettverket for havforsuringsovervåking (Global network for Ocean Acidification ObservatioNs GOA-ON). Det er viktig å se havforsuringsovervåkingen i et langt perspektiv, og hvis avvik fra naturlige variasjoner skal kunne detekteres er vi helt avhengige av lange dataserier. Målingene som gjøres i Barentshavet og Grønlandshavet i dette programmet gir unike data fra et område der det skjer stor forandring relatert klima og minkende sjøis. I disse områdene fins det relativt få kjemiske data fra før og overvåkningsprogrammet vekker også internasjonal interesse. 5.1 Anbefalinger Et annet viktig område som fortsatt må måles er Norskehavet og området rundt Lofotenbassenget, der man har rapportert raskt minkende ph verdier fra overflaten og ned til bunnen (Skjelvan et al., 2013). Lofoten er et svært viktig gyteområde for rekruttering av blant annet sild. Her er det av avgjørende betydning å fortsette målingene slik at vi kan følge utviklingen nøye. Der trengs fokusert studier i vannkolonnen med karbon data under flere sesonger. Internasjonalt er det stort fokus på kaldtvannskoraller, og langs Norskekysten er det rikelig med slike korallrev. Det har vist seg at man har svært lite informasjon om karbonatsystemet i disse områdene. Data fra det eksisterende programmet kan til en viss grad brukes, men det burde absolutt vurderes å overvåke noen utvalgte korallrev. Dette kan best gjøres med automatiske målinger av in situ ph og pco 2, sammen med oksygen og andre parametere på et spesifikt rev. Vannprøvetaking bør utføres for kalibrering og kvalitetsjekk av sensorer. Bruk av automatiske vannprøvetakere og analyse av C T og A T kan væra en annen mulighet for å få sesongmessig dekking. Når det gjelder kysten og fjorder har vi også utfordringer, siden vi mangler kunnskap om havforsuringstilstanden i disse områdene. I dette programmet måles overflaten med sesongmessig dekking, men ingen jevnlige målinger av vannsøylen. Dette kan bare gjøres i noen få utvalgte fjorder med betydende del akvakultur virksomhet eller sterk sesongmessig påvirkning av ferskvann f eks nordnorske fjorder, og fjorder der det alle rede fins god informasjon om hydrografi og eksisterende infrastruktur (f eks tokt) som kan benyttes for vannprøvetaking av karbonatsystemet. Dette vil være svært viktig med tanke på utnyttelse av fjorder for både rekreasjon, næringsaktivitet som avfallsdeponi og akvakultur. 6. English summary This is the annual report based on the program Monitoring ocean acidification in Norwegian waters funded by Miljødirektoratet. This chapter contains a summary in English with reference to figures for each chapter. The report is based on measurements of A T, C T and ph by the Institute of Marine Research (IMR), Norwegian Institute for Water Research (NIVA) and UniResearch (UNI) from IMR conducted water column measurements along repeated transects during winter in the North Sea (Torungen Hirtshals), Norwegian Sea (Svinøy-NV), and in the Barents Sea (along three sections: Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya- Sørkapp and six stations in the northeasterly part of the Barents Sea). NIVA performed surface water measurements on three sections; Oslo-Kiel (North Sea), Tromsø-Longyearbyen (Barents Sea), and Bergen-Kirkenes (coastal), and UNI performed water column measurements along 75 N in the Greenland Sea and contributes also with continuous pco 2 -surface water measurements performed in the Norwegian Sea and North Sea in winter and summer It is clear the program is well on the way to document the seasonal and interannual carbonate system variability in the surface waters in the Barents Sea opening, together with the required hydrographic 56

58 and ancillary variables (salinity, temperature, nutrients) it is possible to partly account for the changes in the background attributed to hydrographic variability. For water column data this is explored for each year and the observed interannual variability is largely derived to changes in the Atlantic water inflow, and the extent of coastal and polar water. Water column data will also provide information to be used in projections of future CO 2 concentration scenarios and estimates of changes in the depth of the CaCO 3 saturation horizon. However, to determine the individual drivers of ocean acidification and their regional, seasonal and interannual variability requires a more integrated monitoring approach including measurements or proxies for biological productivity, ocean physics, and land-ocean exchange, in both surface water and in the water column. In addition to figures, tables with data from the water column transects, and discrete surface water samples are presented at the end of the report (Vedlegg A). Methods and data Sampling and instrumentation used for analysis of carbonate system parameters follow international standards described in the Guide to Best Practices for Ocean CO 2 Measurements (Dickson et al., 2007). In some cases the samples are analyzed onboard the ship, but most frequently the samples are preserved using saturated mercuric chloride solution and stored cool and dark before analysis at the partner laboratories. A T was determined using potentiometric titration with 0.1 N hydrochloric acid, and C T was measured using an acidified sample followed by coulometric titration and photometric detection. From 2013, all three partners use the VINDTA analytical systems (Marianda, Germany), and calibrate the A T and C T values using certified Reference Material supplied by A. Dickson, SIO, USA. In 2013 IMR and UNI participated in an international intercalibration exercise for A T and C T, where duplicate samples were sent to 60 laboratories world-wide. The results at IMR were very good with a bias between 0.1 and 1.2 µmol kg -1 for A T and from 0.9 to 2.1 µmol kg -1 for C T. UNI also performed very good with a bias from certified value from 0.1 to 1.3 µmol kg -1 for A T and between 0.5 and 1.6 µmol kg -1 for C T. IMR also took part in a development of reference material for spectrophotometric ph measurements using m-cresol purple as dye and results are pending. Continuous surface pco 2 data UNI performs continuous surface water pco 2 measurements onboard R/V G.O.Sars. The pco 2 instrument has a NDIR CO 2 /H 2 O-spectrophotometer (LI-COR 6262) which measures the CO 2 concentration in air in equilibrium with a continuous stream of surface water (Pierrot et al., 2009).The instrument is calibrated using traceable gas standards supplied by NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, USA). The pco 2 data is submitted to the international data base for surface CO 2 measurements, SOCAT (Surface Ocean Carbon Atlas Portal) after initial quality control. Data on A T and C T is used together with temperature, depth (pressure), salinity, phosphate, and silicic acid in a chemical speciation equilibrium model, CO2SYS (Pierrot et al., 2006) to calculate the other CO 2 -system-components such as in situ ph, aragonite (ΩAr) and calcite (ΩCa) saturation. We used the carbonate system constants from Mehrbach et al. (1973), modified by Dickson and Millero (1987), and total ph scale (pht) using constant for HSO4 - from Dickson (1990) at 25 C. Calcium concentration ([Ca 2+ ]) was assumed to be proportional to salinity by Mucci (1983), and corrected for pressure following Ingle (1975). North Sea In the North Sea we have winter data from the water column sampled on the IMR repeated transect between Torungen- Hirtshals. Figures 2 to 5 shows the variability of salinity, temperature, A T, C T, ph and ΩAr along the transect in February

59 Seasonal data from the surface waters between Oslo and Kiel are taken from the VOS line installed onboard the cruise ship, M/S Color Fantasy. NIVA collects and analyses water sampled via a ferrybox onboard. This also measures salinity and temperature. Stations collected in 2013 are seen in Figure 27.Figures 28 to 31 shows the seasonal variability in salinity, temperature, C T, A T, ph and ΩAr from February to November Generally, the lowest ph and ΩAr values are observed in the coastal water and in the deep water. Figure 2b shows the main surface currents in the North Sea. The CO 2 system seasonal variability across the Skagerrak is primarily driven by large changes in salinity resulting from the balance between perturbations from riverine and baltic sources and rectification from the Atlantic Ocean. Again, with the high biological activity and land-ocean interactions in this area, strong influences must come from production and riverine processes but these are not included in this study. In February and March, 2012, we see a few small surface areas with higher ph and og ΩAr than the surroundings, which indicate that the blooming has started (based on R/V G.O.Sars surface pco 2 measurements). Norwegian and Greenland Sea Water column samples are taken in winter once a year along the IMR transect Svinøy-NW and these are used to describe the carbonate system variability in the Norwegian Sea (Figures 6 to 9, ch. 3.2). In addition, UNI performs continuous surface water pco 2 measurements onboard R/V G.O.Sars. Due to instrumental problems in 2013 the report does not include data from Instead pco 2 surface data is included from winter and summer Figures 37 to 42 show the variability of sea surface temperature, salinity, pco 2, oxygen, ph in situ, and calculated aragonite saturation (ΩAr) in summer and in winter from the Norwegian Sea. The carbonate system shows large variability from the coast to the open basin, mainly related to different water masses and variability in biological processes in the area. In 2013, UNI also performed water column transect along 75 N in July, sampling locations are shown in Figure 20 (CarboChange project). Results from this transect is shown in Figure 21. Aragonite undersaturation (ΩAr<1) was observed at about 2000 m in both the Norwegian and Greenland Sea. This is the same depth as observed in 2012 (Norwegian Sea). Barents Sea Water column data from three major transects are used to describe the variability of the carbonate system in the Barents Sea. These are IMRs repeated transects Fugløya-Bjørnøya, Bjørnøya-Sørkapp (Spitsbergen), and in the northeast Barents Sea (Vardø-N transect), stations are shown in Figure 10a. This area is highly dynamic due to the incoming Atlantic water, Arctic water inflow in the north, and the influence of seasonal ice cover (Figure 10b). Figures 10 to 19 show salinity, temperature, and carbonate system data along these three water column transects. The lowest aragonite saturation is found in the deep waters around Bjørnøya and in the NE Barents Sea, showing that fresh and cold polar and coastal waters are most susceptible for further decrease in CaCO 3 saturation and A T. At the Sørkapp station we found indications for high C T values which are likely due to transport of CO 2 -rich brine originating from the Storfjorden at Svalbard. In addition to the water column data, seasonal sampling was performed by NIVA in the surface waters between Tromsø-Longyearbyen/Ny-Ålesund. As the ship moves water is sampled from different water currents in the area, and stations during the last four years are seen in Figure 22. Figures 23 to 26 show the variability in hydrography and carbonate system for the last four years. The sampling regions over which NIVA has documented the seasonal and (in the Barents Sea opening (BSO)) interannual variability of the full CO 2 system showed very high variability in this region. Much variability has been attributed to the seasonal hydrological variability and the knowledge of the seasonal characteristics of biological activity has been used to suggest other causes of CO 2 system variability. The increase in salinity and warmer waters through the BSO reported by other projects is seen here and the ensuing increase in total alkalinity has been measured. This increased buffering may be masking small incremental increases in ph through increasing pco 2 which is in tact with atmospheric CO 2 during mid winter suggesting that gas exchange and anthropogenic transport from the south is overriding any solubility effects of seasonal cooling. This buffering is not sufficient to counteract the strong reduction in aragonite saturation state between 2010 and

60 Coastal Norway NIVA performed surface water sampling and measurements onboard the MS Trollfjord along the Norwegian coast from Bergen to Kirkenes in winter 2013 (Figure 32). Figures 33 to 36 show the variability in salinity, temperature, carbonate system parameters. ΩAr was oversaturated at all stations along the coast and pco 2 varied between µatm. The Norwegian Coastal systems exhibit large ranges in CO 2 system variables with no clear latitudinal pattern. This most likely reflects the variable relative influences of the off-shelf waters on the coastal current, of the variable ecosystems and of the land-ocean processes of each respective coastal and fjord region. 7. Referanser Agnalt, A-L, ES Grefsrud, E Farestveit, M Larsen & F Keulder Deformities in larvae and juvenile European lobster (Homarus gammarus) exposed to lower ph at two different temperatures, Biogeosciences 10 (12): AMAP, Arctic Monitoring and Assessment programme, 2013, Arctic Ocean Acidification Assessment: Summary for Policymakers. Andersen,S., ES Grefsrud & T Harboe Effect of increased pco2 level on early shell development in great scallop (Pecten maximus Lamarck) larvae. Biogeosciences, 10: Anderson, L.G., Olsen, A., Air-sea flux of anthropogenic carbon dioxide in the North Atlantic. Geophysical Research Letters 29 (17). Bozec, Y., H. Thomas, K. Elkalay, & H. De Baar, The continental shelf pump in the North Sea - evidence from summer observations. Mar. Chem. 93, , Chierici, M., K. Sørensen., T. Johannessen., K.Y. Børsheim., A.Olsen., E. Yakushev., A. Omar., S. Lauvset.,T.A. Blakseth Tillførselprogrammet 2011, Overvåking av havsførsuring av norske farvann, Rapport, Klif, TA Chierici, M., K. Sørensen., T. Johannessen., K.Y. Børsheim., A.Olsen., E. Yakushev., A. Omar., S. Lauvset., T.A. Blakseth Tillførselprogrammet 2012, Overvåking av havsførsuring av norske farvann, Rapport, Klif, TA. Dickson, A. G. & F. J. Millero, A comparison of the equilibrium constants for the dissociation of carbonic acid in seawater media. Deep-Sea Res. 34, , Dickson, A. G., Sabine, C. L., Christian, J. R. Guide to Best Paractices for Ocean CO2 Measurements. Pices Special Publication 3. IOCCP Report No GCP Ten Years of Advancing Knowledge on the Global Carbon Cycle and its Management (Authors: Lavinia Poruschi, Shobhakar Dhakal and Josep Canadell). Tsukuba: Global Carbon Project. Hoppema, J. M. J., The distribution and seasonal variation of alkalinity in the Southern Bight of the North Sea and in the western Wadden Sea.Neth. J. Sea Res. 26, 11-23, Hoppema, J. M. J., The seasonal behaviour of carbon dioxide and oxygen in the coastal North Atlantic along the Netherlands. Neth. J. Sea Res. 28, ,

61 Jeansson, E., A. Olsen, T. Eldevik, I. Skjelvan, A. M. Omar, S. Lauvset, J.E.Ø. Nilsen, R.G.J. Bellerby, TJohannessen, and E. Falck, 2011, The Nordic Seas carbon budget: Sources, sinks and uncertainties, Global Biogeochemical Cycles, 25 (4), GB4010. Järnegren, J. & Kutti, T Lophelia pertusa in Norwegian waters. What have we learned since 2008? - NINA Report pp. ISSN: ,ISBN: Körtzinger, A., H. Thomas, B. Schneider, N. Gronau, L Mintrop& J. C. Duinker, At-sea comparison of two newly designed p CO2 instruments - encouraging results. Mar. Chem. 52, , Lauvset, S. K.; W. R. McGillis; L. Bariteau; C. W. Fairall; T. Johannessen; A. Olsen and C. J. Zappa (2011):Direct measurements of CO2 flux in the Greenland Sea, Geophyscal Research Letters, 38, L12603,doi: /2011GL Lauvset, S. og N. Gruber, Long-term trends in surface ocean ph in the North Atlantic, Marine Chemistry 162, 71 76, Lewis, E. & D. W. R. Wallace, Program developed for CO2 calculations. Rep. ORNL/CDIAC- 105, Carbon Dioxide Information Analysis Centre, Oak Ridge, Tennesee, Merbach, C., C. H. Culberson, E. J. Hawley, & R. M. Pytkowicz, Measurements of the apparent dissociatiomn constants of carbonic acid in seawater at atmospheric pressure. Limnol. Oceanogr. 18, , Mortensen, P. B., M. T. Hovland, J. H. Fosså, & D. M. Furevik, Distribution, abundance and size of Lopheliapertusa coral reefs in mid-norway in relation to seabed characteristics. J. Mar. Biol. Asso. U.K 81, , Mucci, A. (1983), The solubility of calcite and aragonite in seawater at various salinities, temperatures and at one atmosphere pressure, Am. J.Sci., 283, , doi: /ajs NOAA, ESRL, Earth System Research Laboratory, 2013, Trends in Atmospheric Carbon Dioxide [Online].Tilgjengelig: [lest mai 2013]. Nondal, G., R.G.J. Bellerby, A. Olsen,T. Johannessen og J. Olafsson, Optimal evaluation of the surface ocean CO2 system in the northern North Atlantic using data from voluntary observing ships, Limnol. Oceanogr.: Methods 7, , Norli M., Yakushev E., Sørensen K. Studying the surface Arctic ocean acidification state using ships of opportunity. Arctic Ocean Acidification. Bergen, Norway, 6-8 May, Abstract Volume Olsen, A., A. M. Omar, R. G. J. Bellerby, T. Johannessen, U. Ninnemann, K. R. Brown, K. A Olsson, J.Olafsson, G. Nondal, C. Kivimäe, S. Kringstad, C. Neill, and S. Olafsdottir. Magnitude and Origin of the Anthropogenic CO2 increase and 13C Suess effect in the Nordic Seas Since 1981, Global Biogeochemical Cycles, 20, GB3027, doi: /2005GB002669, 2006 Olsen, A., K. R. Brown, M. Chierici, T. Johannessen, & C. Neill, Sea surface CO2 fugacity in the subpolar North Atlantic, Biogeosciences 5, , Olsen, A., R. M. Key, E. Jeansson, E. Falck, J. Olafsson, S. van Heuven, I. Skjelvan, A. M. Omar, K. A. 60

62 Olsson, L. G. Anderson, S. Jutterström, F. Rey, T. Johannessen, R. G. J. Bellerby, J. Blindheim, J. L.Bullister, B. Pfeil, X. Lin, A. Kozyr, C. Schirnick, T. Tanhua and D. W. R.Wallace. Overview of the Nordic Seas CARINA data and salinity measurements, Earth System Science Data, 1, 25-34, 2009 Omar, A. M., A. Olsen, T. Johannessen, M. Hoppema, H. Thomas & A. V. Borges, Spatiotemporal variationsof CO2 in the North Sea. Ocean Sci. 6, 77-89, Orr, J. C., V. J. Fabry, O. Aumont et al., Anthropogenic ocean acidification over the twentyfirst century and its impact on calcifying organisms. Nature 437, , Pierrot, D., C. Neill, K. Sullivan, R. Castle, R. Wanninkhof, H. Lüger, T. Johannessen, A. Olsen, R. A. Feely,and C. E. Cosca, Recommendations for autonomous underway pco2 measuring systems and data reduction routines. Deep-Sea Res. II 56, , Skjelvan, I., Olsen, A., Omar, A., Chierici, M., Rapport fra arbeidet med å oppdatera havforsuringsdelen av Forvaltningsplanen for Norskehavet. Direktoratet for Naturforvaltning, Norge. Steinacher, M., F. Joos, T. L. Frölicher, G.-K. Plattner& S. C. Doney, Imminent ocean acidification in the Arctic projected with the NCAR global coupled carbon cycle-climate model. Biogeosciences 6, , Takahashi, T, S. C. Sutherland, R. Wanninkhof et al., Climatological mean and decadal change in the surface ocean p CO2 and net sea-air CO2 flux over the global oceans. Deep-Sea Res. II 56, , Talmange, S. C., & C. J. Gobler, The effects of elevated carbon dioxide concentrations on the metamorphosis, size, and survival of larval hard clams (Mercenariamercenaria), bay scallops (Argopectenirradians) and Eastern oysters (Crassostreavirginia). Limnol. Oceanogr. 54, , Thomas, H., A. E. F. Prowe, S. Van Heuven et al., Rapid decline of the CO2 buffering capacity in the North Sea and implications for the North Atlantic Ocean, Global Biogeogem. Cyc. 21, GB 4001,doi: /2006GB002825, Thomas, H., Y. Bozec, K. Elkalay, & H. De Baar, Enhanced open ocean storage of CO2 from shelf sea pumping. Science 304, , Turley, C. M., J. M. Roberts & J. M. Guinotte, Corals in deep-water: will the unseen hand of ocean acidification destroy cold-water ecosystems? Coral Reefs 26, , Watson, A.J., Schuster, U., Bakker, D.C.E., Bates, N.R., Corbiere, A., Gonzalez-Davila, M., Friedrich, T.,Hauck, J., Heinze, C., Johannessen, T., Körtzinger, A., Metzl, N., Olafsson, J., Olsen, A., Oschlies, A.,Padin, X.A., Pfeil, B., Santana-Casiano, J.M., Steinhoff, T., Telszewski, M., Rios, A.F., Wallace, D.W.R.,Wanninkhof, R., Tracking the Variable North Atlantic Sink for Atmospheric CO2. Science 326 (5958), Yakushev E., Sørensen K On seasonal changes of the carbonate system in the Barents Sea: observations and modeling. Marine Biology Research. (in press) Zeebe RE, Wolf-Gladrow D. CO2 in seawater: equilibrium, kinetics, isotopes. Amsterdam- London-New York Oxford Paris- Shannon Tokyo: Elsevier Oceanography Series, pp,

63 8. Vedlegg A. Datatabeller Tabell 1. Torungen-Hirtshals, februar 2013 ph in ΩCa ΩΑr stn latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

64 Tabell 2. Svinøy-NV, januar 2013 ph in stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ ΩCa ΩΑr NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

65 Fortsetning Tabell 2. Svinøy-NV, januar January 2013 ph in stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ ΩCa ΩΑr NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

66 Tabell 3. Fugløya-Bjørnøya, mars March 2013 ph in stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ ΩCa ΩΑr NO 3 PO 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm

67 Tabell 4. Bjørnøya-Sørkapp, august ph in ΩCa ΩΑr stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

68 Tabell 5. Nordøstlige Barentshavet, september North East Barents Sea, ph in stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ ΩCa ΩΑr NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

69 Tabell 5 (forts), Nordøstlige Barentshav, september North East Barents Sea (cont.) ph in stasjon latitude longitude Dyp/Depth S T A T C T situ ΩCa ΩΑr NO 3 PO 4 SiOH 4 N Ø/E m C µmol/kg µmol/kg µm µm µm

70 Tabell 6. Data fra Grønlandsbassenget, 75 N, juli All finansiering fra EU-prosjektet CARBOCHANGE. Data from Greenland Sea, 75 N, July Financed by EU-project CARBOCHANGE. Stasjon Dato Lat Long PO 4 Dyp Temp Salt C T A T NO 3 (µmol SiOH 4 ph total ΩCa ΩAr (m) ( C) (µmol kg -1 ) (µmol kg -1 ) (µmol kg -1 ) kg -1 ) (µmol kg -1 )

71

72

73

74

75

76

77 Tabell 7. Tromsø-Longyearbyen, overflate i Barentshavsåpning Dato Lat Long AT CT ph-t ph-p pco2 PO4 NO3+NO2 SiOH4 S T ΩCa ΩAr (o/oo) (ºC) µmol/ N E µmol/kg µmol/kg in situ in situ µatm µmol/kg µmol/kg kg * *

78 *Beregninger med denne estimerte verdi, men måling mangler 77

79 Tabell 8. Oslo-Kiel, overflatevann i Skagerrak Date Lat Long AT CT ph-t ph-p pco2 PO4 SiOH4 Salt T ΩCa ΩAr (o/oo) (ºC) N E (µmol/kg (µmol/kg in situ in situ µatm (µmol/kg) (µmol/kg)

80 Tabell 9. Bergen-Kirkenes, overflaten Date Lat Long Salt o/oo T (ºC) N E µmol/kg µmol/kg in situ AT CT ph-t pco2 ΩCa ΩAr PO4 NO3+NO2 SiOH4 µatm µmol /kg µmol/kg µmol/kg 79

81 Miljødirektoratet Telefon: 03400/ Faks: E-post: Nett: Post: Postboks 5672 Sluppen, 7485 Trondheim Besøksadresse Trondheim: Brattørkaia 15, 7010 Trondheim Besøksadresse Oslo: Strømsveien 96, 0602 Oslo Miljødirektoratet ble opprettet 1. juli 2013 og er en sammenslåing av Direktoratet for naturforvaltning og Klima- og forurensningsdirektoratet (Klif). Vi er et direktorat under Miljøverndepartementet med 700 ansatte i Trondheim og Oslo. Statens naturoppsyn er en del av direktoratet med over 60 lokalkontor. Miljødirektoratet har sentrale oppgaver og ansvar i arbeidet med å redusere klimagassutslipp, forvalte norsk natur og hindre forurensning. Våre viktigste funksjoner er å overvåke miljøtilstanden og formidle informasjon, være myndighetsutøver, styre og veilede regionalt og kommunalt nivå, samarbeide med berørte sektormyndigheter, være faglig rådgiver og bidra i internasjonalt miljøarbeid.