TC
Thomas Church
Author with expertise in Marine Biogeochemistry and Ecosystem Dynamics
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
7
(86% Open Access)
Cited by:
3,835
h-index:
59
/
i10-index:
146
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The atmospheric input of trace species to the world ocean

Robert Duce et al.Sep 1, 1991
Over the past decade it has become apparent that the atmosphere is a significant pathway for the transport of many natural and pollutant materials from the continents to the ocean. The atmospheric input of many of these species can have an impact (either positive or negative) on biological processes in the sea and on marine chemical cycling. For example, there is now evidence that the atmosphere may be an important transport path for such essential nutrients as iron and nitrogen in some regions. In this report we assess current data in this area, develop global scale estimates of the atmospheric fluxes of trace elements, mineral aerosol, nitrogen species, and synthetic organic compounds to the ocean; and compare the atmospheric input rates of these substances to their input via rivers. Trace elements considered were Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, As, Hg, Sn, Al, Fe, Si, and P. Oxidized and reduced forms of nitrogen were considered, including nitrate and ammonium ions and the gaseous species NO, NO 2 , HNO 3 , and NH 3 . Synthetic organic compounds considered included polychlorinated biphenyls (PCBs), hexachlorocyclohexanes (HCHs), DDTs, chlordane, dieldrin, and hexachlorobenzenes (HCBs). Making this assessment was difficult because there are very few actual measurements of deposition rates of these substances to the ocean. However, there are considerably more data on the atmospheric concentrations of these species in aerosol and gaseous form. Mean concentration data for 10° × 10° ocean areas were determined from the available concentration data or from extrapolation of these data into other regions. These concentration distributions were then combined with appropriate exchange coefficients and precipitation fields to obtain the global wet and dry deposition fluxes. Careful consideration was given to atmospheric transport processes as well as to removal mechanisms and the physical and physicochemical properties of aerosols and gases. Only annual values were calculated. On a global scale atmospheric inputs are generally equal to or greater than riverine inputs, and for most species atmospheric input to the ocean is significantly greater in the northern hemisphere than in the southern hemisphere. For dissolved trace metals in seawater, global atmospheric input dominates riverine input for Pb, Cd, and Zn, and the two transport paths are roughly equal for Cu, Ni, As, and Fe. Fluxes and basin‐wide deposition of trace metals are generally a factor of 5‐10 higher in the North Atlantic and North Pacific regions than in the South Atlantic and South Pacific. Global input of oxidized and reduced nitrogen species are roughly equal to each other, although the major fraction of oxidized nitrogen enters the ocean in the northern hemisphere, primarily as a result of pollution sources. Reduced nitrogen species are much more uniformly distributed, suggesting that the ocean itself may be a significant source. The global atmospheric input of such synthetic organic species as HCH,PCBs, DDT, and HCB completely dominates their input via rivers.
0
Paper
Citation1,737
0
Save
0

The GEOTRACES Intermediate Data Product 2017

Reiner Schlitzer et al.Jun 1, 2018
The GEOTRACES Intermediate Data Product 2017 (IDP2017) is the second publicly available data product of the international GEOTRACES programme, and contains data measured and quality controlled before the end of 2016. The IDP2017 includes data from the Atlantic, Pacific, Arctic, Southern and Indian oceans, with about twice the data volume of the previous IDP2014. For the first time, the IDP2017 contains data for a large suite of biogeochemical parameters as well as aerosol and rain data characterising atmospheric trace element and isotope (TEI) sources. The TEI data in the IDP2017 are quality controlled by careful assessment of intercalibration results and multi-laboratory data comparisons at crossover stations. The IDP2017 consists of two parts: (1) a compilation of digital data for more than 450 TEIs as well as standard hydrographic parameters, and (2) the eGEOTRACES Electronic Atlas providing an on-line atlas that includes more than 590 section plots and 130 animated 3D scenes. The digital data are provided in several formats, including ASCII, Excel spreadsheet, netCDF, and Ocean Data View collection. Users can download the full data packages or make their own custom selections with a new on-line data extraction service. In addition to the actual data values, the IDP2017 also contains data quality flags and 1-σ data error values where available. Quality flags and error values are useful for data filtering and for statistical analysis. Metadata about data originators, analytical methods and original publications related to the data are linked in an easily accessible way. The eGEOTRACES Electronic Atlas is the visual representation of the IDP2017 as section plots and rotating 3D scenes. The basin-wide 3D scenes combine data from many cruises and provide quick overviews of large-scale tracer distributions. These 3D scenes provide geographical and bathymetric context that is crucial for the interpretation and assessment of tracer plumes near ocean margins or along ridges. The IDP2017 is the result of a truly international effort involving 326 researchers from 25 countries. This publication provides the critical reference for unpublished data, as well as for studies that make use of a large cross-section of data from the IDP2017. This article is part of a special issue entitled: "Cycles of trace elements and isotopes in the ocean – GEOTRACES and beyond" - edited by Tim M. Conway, Tristan Horner, Yves Plancherel, and Aridane G. González.
0
Paper
Citation336
0
Save
0

Impact of anthropogenic combustion emissions on the fractional solubility of aerosol iron: Evidence from the Sargasso Sea

Peter Sedwick et al.Oct 1, 2007
We report empirical estimates of the fractional solubility of aerosol iron over the Sargasso Sea during periods characterized by high concentrations of Saharan dust (summer 2003) and by low concentrations of aerosols in North American/maritime North Atlantic air masses (spring 2004 and early summer 2004). We observed a strong inverse relationship between the operational solubility of aerosol iron (defined using a flow‐through deionized‐water leaching protocol) and the total concentration of aerosol iron, whereby the operational solubility of aerosol iron was elevated when total aerosol iron loadings were low. This relationship is consistent with source‐dependent differences in the solubility characteristics of our aerosol samples and can be described by a simple mixing model, wherein bulk aerosols represent a conservative mixture of two air mass end‐members that carry different aerosol types: “Saharan air,” which contains a relatively high loading of aerosol iron (27.8 nmol Fe m −3 ) that has a low fractional solubility (0.44%), and “North American air,” which contains a relatively low concentration of aerosol iron (0.5 nmol Fe m −3 ) that has a high fractional solubility (19%). Historical data for aerosols collected on Bermuda indicate that the low iron loadings associated with North American air masses are typically accompanied by elevated V/Al, Fe/Al, and V/Mn mass ratios in the bulk aerosol, relative to Saharan dust, which are indicative of anthropogenic fuel‐combustion products. The identification of similar compositional trends in our Sargasso Sea aerosol samples leads us to suggest that the elevated solubility of iron in the aerosols associated with North American air masses reflects the presence of anthropogenic combustion products, which contain iron that is readily soluble relative to iron in Saharan soil dust. We thus propose that the source‐dependent composition of aerosol particles (specifically, the relative proportion of anthropogenic combustion products) is a primary determinant for the fractional solubility of aerosol iron over the Sargasso Sea. This hypothesis implies that anthropogenic combustion emissions could play a significant role in determining the atmospheric input of soluble iron to the surface ocean.
0
Paper
Citation315
0
Save