融化的冰盖正在减缓南极环流(ACC),世界上最强大的洋流,研究人员发现。这种融化对全球气候指标有影响,包括海平面上升、海洋变暖和海洋生态系统的生存能力。研究人员在高碳排放的情景下显示,预计到2050年,这一洋流将减缓约20%。
融化的冰盖正在减缓南极环流(ACC),世界上最强大的洋流,研究人员发现。
这种融化对全球气候指标有影响,包括海平面上升、海洋变暖和海洋生态系统的生存能力。
来自墨尔本大学和挪威NORCE研究中心的研究人员已显示,在高碳排放的情景下,洋流预计到2050年将减缓约20%。
向南大洋输入的新鲜水预计将改变海洋的属性,如密度(盐度)和其循环模式。
墨尔本大学的流体力学副教授比沙克达塔·盖延(Bishakhdatta Gayen)、气候科学家塔伊穆尔·索哈伊(Taimoor Sohail)博士,以及来自NORCE挪威研究中心的海洋学家安德烈亚斯·克洛克(Andreas Klocker)博士,分析了洋流、热量传输和其他因素的高分辨率海洋和海冰模拟,以诊断温度、盐分和风况变化的影响。
盖延副教授表示:“海洋极其复杂且微妙平衡。如果这个洋流‘引擎’崩溃,可能会造成严重后果,包括气候变异加剧,某些地区的极端情况增加,以及由于海洋无法作为碳汇的能力降低而加速全球变暖。”
ACC作为侵入性物种的障碍,例如随洋流漂浮的南部牛黄藻或类似虾和软体动物的海洋生物,防止它们从其他大陆到达南极。
随着ACC减缓和减弱,这类物种更可能进入脆弱的南极大陆,可能对食物链造成严重影响,可能改变南极企鹅可获得的饮食。
ACC比墨西哥湾流强四倍多,是全球“海洋输送带”的关键部分,该输送带将水绕全球移动——连接大西洋、太平洋和印度洋——并且是热量、二氧化碳、化学物质和生物在这些海洋盆地之间交换的主要机制。
研究人员使用位于堪培拉的澳大利亚最快的超级计算机和气候模拟器GADI。基础模型(ACCESS-OM2-01)是由来自不同大学的澳大利亚研究人员经过多年开发而成。
该分析中探索的预测是由基于新南威尔士大学(UNSW)的研究团队进行的,他们发现未来海面向深海的水体运输也可能减缓。
索哈伊博士表示,预计该减速在低排放情景下也会相似,前提是冰融化的加速如其他研究所预测。
“2015年巴黎协定旨在将全球变暖限制在工业化前水平以上1.5摄氏度。许多科学家一致认为,我们已经达到了这一1.5度目标,并且可能会变得更热,进而对南极冰融化产生连锁影响,”索哈伊博士说。
“共同努力限制全球变暖(通过减少碳排放)将限制南极冰融化,避免预测的ACC减缓。”
今天发表在《环境研究快报》上的研究揭示,冰融化和海洋变暖对ACC的影响比之前认为的更复杂。
“融化的冰盖向咸水的海洋倾泻大量的新鲜水。这种海洋‘盐度’的突然变化会产生一系列后果——包括削弱表层海水下沉到深海(称为南极底层水),以及根据这项研究,削弱围绕南极的强大洋流喷流,”盖延副教授说。
新研究与之前的研究形成对比,后者认为,南极环流可能由于气候变化造成的不同纬度海洋之间更陡峭的温差而加速。
“海洋模型历史上无法充分解析控制洋流强度的小规模过程。这个模型解析了这样的过程,并显示出ACC将在未来实际减缓的机制。然而,需要进一步的观测和建模研究,以明确该未被充分观察区域的洋流对气候变化的反应。”