順時針繞南極洲流動,南極極性電流是地球上最強的海洋電流。它比海灣溪流高五倍,比亞馬遜河強100倍以上。
它構成了全球海洋“傳送帶”的一部分太平洋,大西洋和印度洋。該系統調節地球的氣候,並在全球範圍內抽水,熱量和養分。
但是,融化南極冰的新鮮,涼水正在稀釋海洋的鹹水,可能破壞重要的海洋電流。
我們的新研究表明,隨著世界的溫暖,到2050年,南極極性電流將慢20%,對地球上的生命產生深遠的影響。
我們為什麼要關心?
南極極性電流就像冰冷大陸周圍的護城河一樣。
電流有助於將溫水保存在海灣上,從而保護脆弱的冰蓋。它也充當了入侵物種的障礙,例如南方公牛海帶和任何動物搭在這些木筏上,當它們向大陸漂移時,將它們散佈出去。它在調節地球氣候方面也起著重要作用。
與眾所周知的洋流不同 - 例如沿美國東海岸的海灣流,日本附近的黑魯島電流以及南非沿海地區的Agulhas電流 - 南極極性電流尚不清楚。
這部分是由於其遙遠的位置,這使得獲得直接測量值特別困難。
了解氣候變化的影響
洋流響應溫度,鹽分,風模式和海冰範圍的變化。因此,全球海洋傳送帶很容易受到傷害在多個方面。
從理論上講,南極周圍的溫水應該加快電流。這是因為密度在南極變化,而繞南極則決定了電流的強度。
溫水密度較小(或重),這應該足以加快電流的速度。但是到目前為止的觀察表明電流的強度保持相對穩定近幾十年來。
儘管周圍的冰融化了,這種穩定仍然存在,這是過去在科學討論中沒有充分探討的現象。
我們做了什麼
海洋建模的進步可以對潛在的未來變化進行更徹底的研究。
我們使用了澳大利亞的最快的超級計算機和氣候模擬器在堪培拉研究南極圓極電流。基礎模型,Access-OM2-01,由來自各種大學的澳大利亞研究人員開發澳大利亞海洋冰建模財團。
該模型捕獲了其他人經常錯過的特點,例如渦流。因此,這是評估當前的力量和行為隨著世界的溫暖而變化的一種更準確的方法。它拾取了冰融化與海洋循環之間的複雜相互作用。
在未來的預測中,來自南極洲的寒冷,新鮮的融化水朝北遷移,並在深海中充滿了深海。這會導致海洋密度結構的重大變化。它抵消了海洋變暖的影響,到2050年,當前的總體放緩高達20%。
深遠的後果
較弱的南極圓極電流的後果是深遠而深遠的。
作為圍繞南極洲循環富含營養的水的主要電流,它在南極生態系統中起著至關重要的作用。
當前的削弱可以降低生物多樣性,並降低許多沿海社區所依賴的漁業的生產率。它還可以幫助進入入侵物種,例如南方公牛海帶到南極洲,破壞當地的生態系統和食物網。
較弱的電流還可能使更多的溫水向南穿透,加劇南極冰架的融化,並促進全球海平面上升。然後,更快的冰融化可能導致電流進一步削弱,從而開始了當前速度的惡性螺旋。
這種破壞可能會擴展到全球氣候模式,從而通過吸收大氣中的過量熱量和碳來降低海洋調節氣候變化的能力。
需要減少排放
雖然我們的發現對南極循環電流表現出慘淡的預後,但未來並未預定。減少溫室氣體排放的一致努力仍然可能限制熔化在南極附近。
在南大洋中建立長期研究對於準確監測這些變化至關重要。
通過積極主動和協調的國際行動,我們有機會解決並有可能避免氣候變化對海洋的影響。
作者感謝Norce Norwegian研究中心和BJERKNES氣候研究中心的Polar Pallimate高級研究員Andreas Klocker博士對這項研究的貢獻,以及新南威爾士大學的Matthew England教授,他們提供了該分析模型模擬的成果。
Taimoor Sohail,地理,地球和大氣科學學院博士後研究員,墨爾本大學和Bishakhdatta Gayen,機械工程學員和副教授,M大學埃爾本