Acidifikace oceánu

Co pozorujeme

Acidifikace oceánu je dlouhodobý posun chemického stavu mořské vody k vyššímu množství vodíkových iontů a nižšímu pH. Současně se mění zastoupení rozpuštěných forem anorganického uhlíku a nasycení vody minerály uhličitanu vápenatého. Pozorování proto netvoří jediné číslo, ale několik navzájem propojených měřených a vypočtených veličin.

Takto je acidifikace vymezena v pracích, které se liší obdobím, oblastí i použitými daty. Caldeira a Wickett sledovali změnu pH v roce 2003, Orr a kol. v roce 2005 doplnili stav nasycení uhličitanem vápenatým, Bates a kol. v roce 2014 porovnali sedm dlouhých oceánských pozorování, Lauvset a kol. v roce 2015 sestavili povrchové změny pro velké oceánské oblasti a Ma a kol. v roce 2023 společně vyhodnotili pH a stav nasycení aragonitem. Současný globální produkt Chau a kol. zveřejňuje stejné základní veličiny na pravidelné mapě. Caldeira & Wickett, 2003, Orr et al., 2005, Bates et al., 2014, Lauvset et al., 2015, Ma et al., 2023 a Chau et al., 2024

Slovo „acidifikace“ popisuje směr změny. Běžná povrchová mořská voda má pH přibližně 8, a je tedy na běžné stupnici zásaditá. Pokles z 8,10 na 8,00 ji neposune pod pH 7, ale zvýší množství vodíkových iontů přibližně o 25,9 %. Výsledek plyne z logaritmické stupnice: poměr mezi oběma hodnotami je 10^0,10. Procentní změna se proto počítá z vodíkových iontů, nikoli jako procento z čísel 8,10 a 8,00. Tento způsob výpočtu podrobně vysvětluje NOAA PMEL v přehledu stupnice pH.

Každé jednotlivé měření patří k určitému místu, hloubce, okamžiku, teplotě a stupnici pH. Povrch uprostřed oceánu, hluboká voda a pobřežní zátoka mohou mít odlišné hodnoty i odlišný sezónní průběh. Pojem „globální povrchové pH“ proto označuje plošný průměr z mapy povrchu oceánu. Taková mapa v současnosti nevzniká z husté sítě přímých pH čidel. Většina jejích buněk je statisticky dopočtena z řídkých lodních měření, dalších pozorovaných vlastností oceánu a rovnic uhličitanového systému.

V tomto článku proto rozlišujeme tři úrovně. „Změřeno“ znamená laboratorní rozbor vzorku nebo odečet čidla. „Vypočteno“ znamená chemický výpočet z alespoň dvou změřených veličin. „Rekonstruováno“ znamená, že metoda odhadla také místa a měsíce bez vzorku. Toto rozlišení nemění platnost výsledku, ale určuje, jakou otázku lze datům položit a jak má být popsána jejich nejistota.

Historie měření

Stupnici pH zavedl dánský chemik Søren P. L. Sørensen v roce 1909 při práci s vodíkovými ionty v biochemických roztocích. Pro mořskou vodu bylo nutné vyřešit další problém: výsledek se mění s teplotou a vysoký obsah solí ovlivňuje chování elektrod i chemickou definici vodíkových iontů. Kurt Buch v roce 1929 zveřejnil postup pro měření pH mořské vody při různých teplotách a o rok později navázal prací o uhličitanové rovnováze v Baltském moři. Tyto práce patří k prvním systematickým pokusům spojit číslo pH s přesně popsanými podmínkami mořského vzorku. NIST: historie pH, Buch, 1929 a Buch, 1930

Velké oceánografické výpravy 20. století měřily vedle pH také celkový rozpuštěný anorganický uhlík, alkalinitu a množství CO₂ nad vzorkem. Před zahájením programu GEOSECS se v roce 1969 u Kalifornie setkaly laboratoře, které na stejných vzorcích porovnaly elektrody, titrace, plynovou chromatografii a infračervené analyzátory. Takahashi a kol. zveřejnili nejen výsledný profil, ale také rozdíly mezi metodami. Následný GEOSECS v Atlantiku, Tichém a Indickém oceánu vytvořil v 70. letech první rozsáhlý trojrozměrný obraz oceánské chemie; Bradshaw a Brewer později popsali přibližně 6 000 společných stanovení DIC a alkality. Takahashi et al., 1970 a Bradshaw & Brewer, 1981

Průřezová výprava se na stejné místo vrátí obvykle až po letech. Dlouhá pozorování proto doplnily stanice, které odebírají vodu opakovaně. Program Bermuda Atlantic Time-series Study, zkráceně BATS, začal v roce 1988 v Sargasovém moři a spojil se staršími měřeními Hydrostation S. Ve stejném roce začal program Hawaii Ocean Time-series, zkráceně HOT, na stanici ALOHA severně od Oahu. Pravidelné odběry umožnily oddělit běžný průběh během roku od pomalé změny mezi desetiletími. První podrobné výsledky z obou míst zveřejnili Bates a kol. a Winn a kol.; současné souhrny navazují na stejná měření. Bates et al., 1996, Winn et al., 1998, Dore et al., 2009 a Bates & Johnson, 2023

Přesnost pH se výrazně zlepšila zavedením spektrofotometrie. Clayton a Byrne v roce 1993 kalibrovali barvivo m-kresolovou červeň pro mořskou vodu a při měření na lodi dosáhli opakovatelnosti přibližně 0,0004 jednotky pH. Současně vznikl systém referenční mořské vody. Od roku 1991 byly dostupné lahve s certifikovaným DIC a od roku 1996 také s certifikovanou celkovou alkalinitou. Laboratoř tak mohla při každé sérii ověřit, zda její výsledek souhlasí s hodnotou nezávisle stanovenou pro stejný materiál. Clayton & Byrne, 1993, Dickson et al., 2003 a Dickson et al., 2007

Od začátku 21. století přibyly automatické systémy na lodích, zakotvené bóje a profilující plováky. Polovodičové čidlo Durafet bylo pro mořskou vodu laboratorně a terénně ověřeno Martzem a kol. v roce 2010; tlakuvzdorná verze dnes měří na plovácích BGC-Argo při opakované cestě od povrchu přibližně do dvou kilometrů. Tato měření přinesla celoroční profily z odlehlých oblastí, zároveň však vyžadují následnou kalibraci proti lodním vzorkům. Každý nový typ měření rozšířil prostorové nebo časové pokrytí a současně přidal vlastní kontrolní postup. Martz et al., 2010 a BGC-Argo: měření pH

Jak se chemie oceánu měří

Odběr vody a doprovodné údaje

Výzkumná loď spustí do oceánu rám s čidly teploty, vodivosti a tlaku. Vodivost se převádí na salinitu a tlak určuje hloubku. Kolem rámu jsou Niskinovy lahve, které se na povel uzavřou ve vybraných hloubkách. Po vytažení se voda rozdělí do samostatných lahví pro DIC, alkalinitu, pH, živiny a další rozbory. U každého vzorku se zachová čas, poloha, tlak, teplota, salinita, číslo lahve a způsob analýzy. Bez těchto údajů nelze hodnotu pH správně převést na podmínky v oceánu ani porovnat s jinou výpravou.

Vzorek pro DIC a alkalinitu se plní bez vzduchové mezery, protože výměna CO₂ s okolím by změnila jeho složení. Přidá se malé množství konzervační látky a láhev se těsně uzavře. Teplota a salinita se měří zároveň s odběrem, nikoli dodatečně podle mapy. Standardní pořadí odběru, typ lahví, konzervaci a kontrolu úniku stanovuje mezinárodní příručka Dicksona, Sabina a Christiana. Jednotlivé laboratoře mohou používat jiné přístroje, ale zveřejněný postup musí být na tuto metrologickou návaznost přeložitelný. Guide to Best Practices for Ocean CO₂ Measurements

pH: světlo, barvivo a přesná teplota

Přesné lodní měření pH se dnes nejčastěji provádí spektrofotometricky. Do vzorku se přidá malé známé množství indikátorového barviva, obvykle m-kresolové červeně. Barvivo má podle pH dvě formy, které pohlcují světlo v různých vlnových délkách. Přístroj změří jejich absorbanci, z poměru vypočte pH a opraví malou změnu, kterou do vzorku přidalo samotné barvivo. Kyveta je udržována na přesné teplotě a výsledek se zapisuje s názvem použité stupnice pH. Základ metody a kalibraci na celkové stupnici popsali Clayton a Byrne; vliv nečistot v barvivu později vyčíslili Yao a Byrne. Clayton & Byrne, 1993 a Yao & Byrne, 2007

Elektroda nebo polovodičové čidlo měří elektrický potenciál, který závisí na vodíkových iontech. Výhodou je rychlý a opakovaný odečet přímo ve vodě. Krátkodobá přesnost Durafetu v pokusech Martze a kol. dosahovala ±0,0005 pH a stabilita během týdnů až měsíců byla lepší než 0,005 pH. Dlouhodobý oceánský profil však ovlivňuje tlak, stárnutí referenční elektrody a posun kalibrace. Plovák proto neposílá „hotové“ číslo bez další kontroly: surový potenciál se převádí pomocí laboratorní kalibrace a později se porovnává s nezávislými lodními daty. Martz et al., 2010 a BGC-Argo: postup kontroly pH

DIC: uvolnění a spočítání oxidu uhličitého

Při měření DIC se do přesně odváženého nebo odměřeného vzorku přidá kyselina. Hydrogenuhličitan i uhličitan se tím převedou na CO₂. Proud čistého nosného plynu odvede vzniklý CO₂ do coulometru, kde chemická reakce spotřebuje elektrický náboj úměrný jeho množství. Přístroj tedy nesčítá jednotlivé formy uhlíku odděleně; nejprve je převede na společnou formu a změří jejich součet. Johnson a kol. popsali zavedení a automatizaci této metody v letech 1985 a 1987. Laboratoř NOAA PMEL uvádí pro současnou laboratorní analýzu přesnost i správnost přibližně ±0,05 %. Johnson et al., 1985, Johnson et al., 1987 a NOAA PMEL: laboratorní analýza

Celková alkalinita: titrace známou kyselinou

Celková alkalinita se určuje přidáváním přesně známého roztoku kyseliny. Přístroj po každé dávce zaznamená elektrický potenciál a z celého průběhu titrace vypočte, kolik kyseliny bylo potřeba k překročení určených rovnovážných bodů. Do výpočtu vstupují také sírany, fluoridy, fosforečnany a další slabé kyseliny a zásady v mořské vodě. Alkalinita popisuje jinou vlastnost vody než pH, takže se obě veličiny mohou měnit odlišným tempem. Dickson, Afghan a Anderson pro certifikaci referenční vody dosáhli opakovatelnosti lepší než 1 µmol na kilogram a správnosti do 2 µmol na kilogram. Dickson et al., 2003

Množství rozpuštěného CO₂

Na lodích se povrchová voda často vede nepřetržitě do vyrovnávací nádoby. Nad vodou proudí plyn, který se s ní přiblíží rovnováze, a infračervený analyzátor změří podíl CO₂ v tomto plynu. Z tlaku, teploty a složení plynu se určí parciální tlak nebo přesněji fugacita CO₂ v mořské vodě, obvykle zapisovaná jako pCO₂ nebo fCO₂. Přístroj se během plavby kontroluje několika lahvemi plynu se známým obsahem CO₂. Výsledkem jsou tisíce bodů podél dráhy lodi, ale pouze v tenké povrchové vrstvě, z níž loď čerpá vodu. Standardní přístrojové uspořádání a opravy popsali Pierrot a kol.; jednotnou kontrolu dat používá atlas SOCAT. Pierrot et al. v příručce, 2007 a Bakker et al., 2016

Z dvou měření k úplnému chemickému stavu

Čtyři hlavní veličiny uhličitanového systému jsou pH, DIC, celková alkalinita a pCO₂ nebo fCO₂. Když laboratoř změří libovolné dvě z nich a přidá teplotu, salinitu, tlak a podle potřeby živiny, rovnovážné rovnice dovolí dopočítat ostatní. Program CO2SYS tento výpočet standardizoval a jeho současné verze zároveň šíří nejistoty vstupních měření a chemických konstant do výsledku. V tabulce musí zůstat uvedeno, které dvě veličiny byly skutečně změřeny a které sloupce vznikly výpočtem. Bez této informace vypadají chemicky odlišné postupy jako stejný druh pozorování. Lewis & Wallace, 1998, Orr et al., 2018 a Humphreys et al., 2022

Jak vzniká zveřejněný výsledek

Stupnice pH a teplota

U mořské vody existuje několik přesných definic pH. Celková stupnice zahrnuje volné vodíkové ionty a ionty vázané v hydrogensíranu. Stupnice mořské vody zahrnuje navíc vazbu s fluoridy a volná stupnice počítá pouze volné ionty. Starší elektrody mohou být uvedeny na stupnici NBS používané pro zředěné pufry. Všechny hodnoty se jmenují pH, jejich absolutní čísla však nelze bez převodu položit do jednoho grafu. Dickson v roce 1984 přesně formuloval stupnice vhodné pro mořskou vodu a současná metadata vyžadují název stupnice u každého záznamu. Dickson, 1984 a Newton et al., 2015

pH mořské vody se mění také s teplotou a tlakem, i když ve vzorku nepřibude ani neubude žádná látka. Laboratoř může změřit vzorek při 25 °C, zatímco v oceánu měl 4 °C a ležel v hloubce jednoho kilometru. Zveřejní proto buď laboratorní hodnotu s teplotou měření, nebo ji rovnicemi převede na teplotu a tlak při odběru. Současné globální produkty obvykle uvádějí pH na celkové stupnici při podmínkách přímo v oceánu. Úplný údaj proto vedle hodnoty „pH 8,05“ obsahuje také stupnici, teplotu a informaci o případném převodu.

Kontrola jedné výpravy a návaznost mezi výpravami

První kontrola probíhá uvnitř jedné plavby. Laboratoř opakuje část vzorků, měří referenční mořskou vodu a sleduje rozdíl mezi známou a získanou hodnotou. Podezřelé vzorky dostanou značku kvality a původní hodnota se zachová. U DIC a celkové alkality lze měření přímo navázat na certifikovaný materiál; u pH se používají charakterizované pufry a nezávislá kontrola další dvojicí veličin. Pravidla pro doporučené nejistoty a úplná metadata shrnuje příručka Dicksona a kol. a novější doporučení Ocean Carbonate System Intercomparison Forum. Dickson et al., 2007 a Carter et al., 2023

Druhá kontrola porovnává různé výpravy v hluboké vodě, kde se v blízkých místech očekává během několika let menší změna než na povrchu. Datový tým hledá soustavný rozdíl celé plavby proti dřívějším průřezům. Pokud jej doloží, zveřejní vedle původního sloupce také doporučenou úpravu a její zdůvodnění. Projekt GLODAP tímto způsobem sjednocuje DIC a alkalinitu napříč desetiletími. U jeho současné verze 3 však pH a jednotlivá měření fCO₂ neprošla stejnou druhotnou kontrolou. Databáze je obsahuje, ale uživatel je nesmí považovat za stejně homogenizované jako hlavní proměnné DIC a alkalitu. Olsen et al., 2016 a GLODAPv3: metadata verze 2026

Dlouhé pozorování na jednom místě

Stanice BATS a HOT se vracejí přibližně na stejné souřadnice a odebírají vodu v několika hloubkách. Každý měsíc se však neměří přesně ve stejný den a některé plavby chybějí. Pro odhad dlouhodobé změny se hodnoty nejprve rozdělí podle měsíců, pro každý měsíc se určí jeho obvyklá hodnota a ta se odečte. Tím se porovnává leden s lednem a červenec s červencem místo směšování sezón. Původní měsíční data zůstávají dostupná a publikovaný sklon uvádí počet bodů, zvolené období a statistickou nejistotu.

U BATS je pH v dlouhém grafu vypočteno z laboratorně změřeného DIC a celkové alkality spolu s teplotou a salinitou. Bates a Johnson uvádějí výpočetní nejistotu pH 0,003 a používají stupnici mořské vody. Dlouhý záznam na stanici tvoří navázaná chemická měření. Přístroje se během čtyřiceti let měnily, ale každý analytický běh kontrolovala referenční mořská voda. Výsledek proto může být delší než životnost kteréhokoli jednotlivého přístroje. Bates & Johnson, 2023

Z lodních bodů ke globální povrchové mapě

Nejhustší globální základ tvoří SOCAT, atlas povrchového fCO₂. Výzkumné a obchodní lodě měří podél svých tras, takže některé severoatlantické tratě obsahují mnoho opakování a jižní oceány zůstávají řidší. Statistický model se učí vztah mezi dostupným fCO₂ a současně známou teplotou, salinitou, chlorofylem, hloubkou promíchané vrstvy, polohou a měsícem. Potom odhadne fCO₂ i v buňkách bez lodě. Jde o rekonstrukci založenou na pozorováních, nikoli o přímé změření každé buňky.

Produkt CMEMS-LSCE nejprve vytváří na mřížce 0,25° × 0,25° několik statistických rekonstrukcí povrchového pCO₂. Celkovou alkalinitu odhaduje z dalších pozorovaných vlastností vody a z těchto dvou veličin počítá pomocí CO2SYS pH, DIC a stavy nasycení. Měsíční mapy se převedou na roční průměry a každá buňka dostane váhu podle své plochy. Rozptyl mezi členy výpočtu a porovnání s nezávislými vzorky určují nejistotu. Chau a kol. zveřejnili postup, validační mapy i data, takže globální křivku lze znovu spočítat. Chau et al., 2024

Nejistota a hranice měření

U jednoho laboratorního vzorku lze nejistotu odvodit z opakovaných rozborů, referenční vody, teploty a kalibrace. U vypočteného pH nebo stavu nasycení přibývá nejistota druhého vstupu a chemických konstant. Orr a kol. ukázali, že nejistota rovnovážných konstant může u některých kombinací vstupů převážit nad samotnou laboratorní chybou. Proto se k výsledku ukládá použitá sada konstant i verze programu, ne pouze dvě vstupní hodnoty. Orr et al., 2018

U dlouhého pozorování je důležitá návaznost mezi přístroji a odběry. Sezónní výkyv pH může být větší než změna za několik let, takže nestejné zastoupení zimy a léta posune sklon. Pobřežní voda se navíc může během jediného dne měnit vlivem přílivu, sladké vody a biologických dějů. Výsledek z otevřeného oceánu proto nelze použít jako hodnotu pro konkrétní zátoku. Správná otázka zní, pro jakou oblast, hloubku a časové rozlišení byl sklon vypočten.

Autonomní čidla zvyšují počet profilů, ale jejich pomalý posun se obtížně kontroluje bez lahve referenční vody. Zhang a kol. v roce 2026 porovnali 10 003 profilů ze 176 plováků v Jižním oceánu s lodními daty a nalezli soustavný rozdíl v pH. Z něj vypočtené povrchové pCO₂ bylo proti lodním datům v průměru vyšší o 15 ± 3 µatm. Autoři doporučují kalibraci v několika hloubkách místo jediného hlubokého bodu. Rozsah výsledku je konkrétní: vymezuje chybu jednoho současného zpracování a ukazuje, proč musí být profilující čidla průběžně porovnávána s lodními vzorky. Zhang et al., 2026

Globální mapa má další vrstvu nejistoty: chybějící místa. Různé statistické postupy mohou z týchž lodních bodů vytvořit mírně odlišné mapy, zejména v polárních oceánech a u pobřeží. Globální produkty často sdílejí část měřického základu: SOCAT pro fCO₂, GLODAP pro alkalinitu a stejné satelitní pomocné veličiny. Shoda několika produktů je užitečná, ale nelze ji počítat jako shodu několika oddělených měřicích sítí. Přehled Jiang a kol. v roce 2026 katalogizoval 68 produktů a výslovně oddělil původní lodní data, časová pozorování, statisticky doplněné mapy a modelové výstupy. Jiang et al., 2026

Zveřejňovaná data

GLODAPv3: vzorky od hladiny do hlubokého oceánu

GLODAPv3, zveřejněný v roce 2026, spojuje 1 181 výzkumných plaveb z období 1972–2023. Každý řádek odpovídá konkrétnímu vzorku a obsahuje polohu, datum, tlak, teplotu, salinitu, chemické hodnoty, značky kvality a doporučené úpravy. DIC a celková alkalinita prošly společnou kontrolou mezi plavbami; dosažená vnitřní shoda je uváděna jako 1,2 µmol na kilogram pro DIC a 1,4 µmol na kilogram pro alkalinitu. pH a fCO₂ jsou v souboru také, ale bez stejné druhotné kontroly. Kompletní bodový soubor lze stáhnout jako CSV nebo NetCDF a regionální části jako menší soubory. Licence je CC BY 4.0. Stáhnout GLODAPv3 a úplná metadata

SOCAT 2026: hustá povrchová měření CO₂

Surface Ocean CO₂ Atlas verze 2026 obsahuje 44,0 milionu měření plynného CO₂ v povrchové vodě. Nejde o databázi změřeného pH. Obsahuje fCO₂, teplotu, polohu, čas, hloubku přívodu vody a značku kvality, takže může být vstupem pro výpočet a mapování uhličitanového systému. Původní data jsou dostupná pod trvalým identifikátorem NOAA; přepočtená varianta Forda a kol. navíc převádí hodnoty na společnou hloubku a teplotu těsně pod hladinou. Nabízí jednotlivé body v tabulce i měsíční buňky 1° × 1° ve formátu NetCDF. Oba balíky jsou velké, úplná tabulka má několik gigabajtů. SOCAT v2026 a přepočtený SOCAT 2026

BATS a HOT: jednotlivé odběry v čase

BATS zveřejňuje hodnoty z jednotlivých lahví včetně DIC, celkové alkality, teploty, salinity, živin, hloubky a značek kvality. Verze dat dostupná přes BCO-DMO sahá do prosince 2024 a lze ji stáhnout jako tabulku. Program HOT nabízí vyhledávání jednotlivých plaveb, textové soubory, analytické metody a každoroční zprávy; jeho data do roku 2024 jsou označena jako dokončeně kontrolovaná. Oba portály umožňují přepočítat graf z původních vzorků, ale uživatel musí zachovat informace o metodě a stupnici vypočteného pH. Stáhnout BATS a data HOT

BGC-Argo: profily z autonomních plováků

BGC-Argo poskytuje jednotlivé profily pH na celkové stupnici při teplotě a tlaku přímo v oceánu. Soubor rozlišuje okamžitě odeslaná data od později kontrolovaných hodnot a ke každému bodu připojuje značku kvality. Plováky obvykle měří od povrchu do přibližně 2 000 metrů a opakují profil v několikadenním cyklu. Uživatel má stahovat upravenou proměnnou a současně kontrolovat stav následného zpracování; práce Zhang a kol. z roku 2026 ukazuje, že ani značka „delayed mode“ sama nezaručuje odstranění všech regionálních systematických chyb. BGC-Argo: přístup k datům

Copernicus a OceanSODA: hotové globální rekonstrukce

Copernicus Marine zveřejňuje roční globální průměr pH a mapu jeho sklonu od roku 1985. Soubory NetCDF obsahují vedle pH také nejistotu a úplná dokumentace popisuje plošné vážení. Produkt je vhodný pro globální a regionální povrchový přehled, nikoli pro ověřování jednoho laboratorního vzorku. OceanSODA-ETHZ nabízí měsíční pH, DIC, alkalinitu, pCO₂ a stav nasycení na mřížce 1° × 1° od roku 1982; verze použitá v práci Ma a kol. sahá do roku 2021 a pokrývá 96 % povrchu oceánu bez trvalého ledu. Data lze stáhnout bezplatně, u každého výsledku má zůstat název a verze produktu. Copernicus: globální pH, Copernicus: mapa sklonů a OceanSODA-ETHZ

Trojrozměrná rekonstrukce do hloubky 2 000 metrů

Zhong a kol. v roce 2025 zveřejnili měsíční pole pH od povrchu do 2 000 metrů pro roky 1992–2020. Statistický model byl naučen na pozorováních GLODAP a poskytuje 41 hloubkových úrovní na mřížce 1° × 1°. Při křížovém ověření byla celková střední kvadratická chyba 0,028 pH; u povrchu 0,044 a ve 2 000 metrech 0,013. Jde o rekonstrukci, nikoli o doplnění chybějících míst novým měřením. Datový balík je přesto užitečný pro přesně vymezené prostorové otázky, pokud se uvede jeho validační chyba. Zhong et al., 2025 a stáhnout data

Srovnání výsledků

Místní pozorování a globální rekonstrukce odpovídají na jiné otázky. BATS popisuje jeden bod v severním subtropickém Atlantiku, ale stojí na pravidelných laboratorních vzorcích. Copernicus popisuje téměř celý povrch oceánu, ale většinu buněk statisticky odhaduje. Ma a kol. porovnali OceanSODA s BATS a HOT. Pro BATS v letech 1992–2021 dostali z rekonstrukce sklon −0,0174 ± 0,0004 pH za desetiletí; ze staničních dat vyšel sklon, který se od něj v rámci uvedené nejistoty nelišil. Pro HOT vyšel z rekonstrukce −0,0182 ± 0,0005 a ze staničních dat −0,0180 ± 0,0006 za desetiletí. Toto porovnání kontroluje, zda globální metoda zachová změnu na dvou dlouhých stanicích; samo nekontroluje oblasti bez stanice. Ma et al., 2023

Absolutní hodnoty nelze porovnat bez kontroly stupnice. BATS v práci Batese a Johnsona uvádí pH na stupnici mořské vody, zatímco OceanSODA a Copernicus používají celkovou stupnici. Sklon za stejné období se při správném převodu mění málo, ale dvě hodnoty pH z tabulek se nesmějí odečíst pouze podle názvu sloupce. Další rozdíl vzniká výběrem hloubky: SOCAT obvykle měří vodu nasávanou několik metrů pod hladinou, BATS používá vzorky z 0–10 metrů a globální produkty označují tuto tenkou vrstvu společně jako povrch.

OceanSODA i CMEMS-LSCE používají SOCAT jako hlavní zdroj povrchového CO₂ a GLODAP při odhadu alkality. Liší se statistickou metodou, rozlišením a některými pomocnými daty. Podobný sklon přetrvává při použití odlišných algoritmů, zatímco společné vstupy znamenají, že část chyb oba produkty sdílejí. Poctivé srovnání proto uvádí zároveň shodu i tuto závislost.

Pozorování

Dlouhá pozorování na jednotlivých stanicích ukazují pokles povrchového pH. Na spojeném záznamu Hydrostation S a BATS v Sargasovém moři kleslo sezónně očištěné pH vypočtené ze změřeného DIC a alkality v letech 1983–2023 o 0,0752 jednotky. Lineární sklon byl −0,0018 ± 0,0001 pH za rok, tedy −0,018 ± 0,001 za desetiletí. V témže výpočtu klesl stav nasycení aragonitem o 0,354 a jeho sklon byl −0,009 ± 0,001 za rok. Všechny uvedené trendy měly v práci p-hodnotu menší než 0,01; výpočetní nejistota jednotlivého pH byla 0,003. Bates & Johnson, 2023

Nezávislé dlouhé odběry u Havaje ukazují podobnou změnu. Dore a kol. pro povrchovou vodu stanice ALOHA v období 1988–2007 vypočetli sklon pH −0,0019 ± 0,0002 za rok. Souhrn Batese a kol. porovnal sedm stanic v Atlantiku, Tichém oceánu, Islandském moři a u Nového Zélandu. Všechny vykazovaly pokles pH; zveřejněné sklony ležely přibližně mezi −0,0013 a −0,0026 za rok. Stanice neměly stejnou délku, sezónnost ani kombinaci měřených vstupů, proto je rozpětí popisem různých míst, nikoli nejistotou jednoho globálního čísla. Dore et al., 2009 a Bates et al., 2014

První široká rekonstrukce Lauvset a kol. našla v letech 1991–2011 statisticky významný pokles pH přibližně v 70 % hodnocených velkých oceánských oblastí a jejich průměrný sklon byl −0,018 ± 0,004 za desetiletí. Novější OceanSODA-ETHZ pokryl 96 % povrchu oceánu bez trvalého ledu a pro roky 1982–2021 odhadl globální sklon −0,0166 ± 0,0010 pH za desetiletí. Za celé období klesl jeho globální průměr přibližně o 0,06 pH a stav nasycení aragonitem přibližně o 10 %. Jde o výsledky statistických rekonstrukcí založených na měřeních, nikoli o prostý průměr pH odebraného ve všech buňkách. Lauvset et al., 2015 a Ma et al., 2023

Nezávisle zpracovaný CMEMS-LSCE klesl z globálního povrchového pH 8,110 ± 0,017 v roce 1985 na 8,049 ± 0,014 v roce 2021; sklon byl −0,017 ± 0,004 za desetiletí. Aktualizovaný ukazatel použitý Světovou meteorologickou organizací pro zprávu za rok 2025 uvádí pro roky 1985–2025 −0,017 ± 0,001 pH za desetiletí. Každý zdroj počítá uvedené rozmezí vlastním postupem, proto je u grafu zachováváme s názvem produktu a obdobím. Shodný střední sklon navíc částečně vychází ze společných vstupních dat SOCAT a GLODAP. Chau et al., 2024 a WMO: State of the Global Climate 2025

Tempo změny se mezi oceánskými oblastmi liší. Mapa Copernicus pro roky 1985–2024 obsahuje nad většinou hodnoceného oceánu záporné sklony přibližně od −0,008 do −0,026 pH za desetiletí a oblasti s nejvyšší nejistotou označuje a vylučuje. Globální průměr proto nepopisuje tempo v jednotlivém moři. Současně se kolem dlouhodobého sklonu odehrávají sezónní a meziroční výkyvy: u BATS byl běžný sezónní rozsah povrchového pH přibližně 0,08, tedy několikanásobek ročního dlouhodobého sklonu. Trend vzniká z mnoha let se srovnatelně zastoupenými měsíci, ne ze srovnání dvou náhodně vybraných odběrů.

Pozorovaný posun pokračuje pod hladinu. Ríos a kol. porovnali atlantické průřezy mezi 50° jižní a 36° severní šířky z let 1993–1994 a 2013. Největší celkovou změnu našli ve středních, módních a mezilehlých vodách; maximum v jihoatlantické centrální vodě bylo −0,042 ± 0,003 pH za přibližně dvě desetiletí. V centrálních vodách měla výpočtem oddělená složka dlouhodobé změny pH sklon −0,0015 až −0,0020 za rok, zatímco v hlubokých a dnových vodách se celková změna blížila nule. Jeden průřez proto nedovoluje připsat povrchový sklon celé hloubce oceánu. Ríos et al., 2015

Prameny a data