顺时针绕南极洲流动,南极极性电流是地球上最强的海洋电流。它比海湾溪流高五倍,比亚马逊河强100倍以上。
它构成了全球海洋“传送带”的一部分太平洋,大西洋和印度洋。该系统调节地球的气候,并在全球范围内抽水,热量和养分。
但是,融化南极冰的新鲜,凉水正在稀释海洋的咸水,可能破坏重要的海洋电流。
我们的新研究表明,随着世界的温暖,到2050年,南极极性电流将慢20%,对地球上的生命产生深远的影响。
我们为什么要关心?
南极极性电流就像冰冷大陆周围的护城河一样。
电流有助于将温水保存在海湾上,从而保护脆弱的冰盖。它也充当了入侵物种的障碍,例如南方公牛海带和任何动物搭在这些木筏上,当它们向大陆漂移时,将它们散布出去。它在调节地球气候方面也起着重要作用。
与众所周知的洋流不同 - 例如沿美国东海岸的海湾流,日本附近的黑鲁岛电流以及南非沿海地区的Agulhas电流 - 南极极性电流尚不清楚。
这部分是由于其遥远的位置,这使得获得直接测量值特别困难。
了解气候变化的影响
洋流响应温度,盐分,风模式和海冰范围的变化。因此,全球海洋传送带很容易受到伤害在多个方面。
从理论上讲,南极周围的温水应该加快电流。这是因为密度在南极变化,而绕南极则决定了电流的强度。
温水密度较小(或重),这应该足以加快电流的速度。但是到目前为止的观察表明电流的强度保持相对稳定近几十年来。
尽管周围的冰融化了,这种稳定仍然存在,这是过去在科学讨论中没有充分探讨的现象。
我们做了什么
海洋建模的进步可以对潜在的未来变化进行更彻底的研究。
我们使用了澳大利亚的最快的超级计算机和气候模拟器在堪培拉研究南极圆极电流。基础模型,Access-OM2-01,由来自各种大学的澳大利亚研究人员开发澳大利亚海洋冰建模财团。
该模型捕获了其他人经常错过的特点,例如涡流。因此,这是评估当前的力量和行为随着世界的温暖而变化的一种更准确的方法。它拾取了冰融化与海洋循环之间的复杂相互作用。
在未来的预测中,来自南极洲的寒冷,新鲜的融化水朝北迁移,并在深海中充满了深海。这会导致海洋密度结构的重大变化。它抵消了海洋变暖的影响,到2050年,当前的总体放缓高达20%。
深远的后果
较弱的南极圆极电流的后果是深远而深远的。
作为围绕南极洲循环富含营养的水的主要电流,它在南极生态系统中起着至关重要的作用。
当前的削弱可以降低生物多样性,并降低许多沿海社区所依赖的渔业的生产率。它还可以帮助进入入侵物种,例如南方公牛海带到南极洲,破坏当地的生态系统和食物网。
较弱的电流还可能使更多的温水向南穿透,加剧南极冰架的融化,并促进全球海平面上升。然后,更快的冰融化可能导致电流进一步削弱,从而开始了当前速度的恶性螺旋。
这种破坏可能会扩展到全球气候模式,从而通过吸收大气中的过量热量和碳来降低海洋调节气候变化的能力。
需要减少排放
虽然我们的发现对南极循环电流表现出惨淡的预后,但未来并未预定。减少温室气体排放的一致努力仍然可能限制熔化在南极附近。
在南大洋中建立长期研究对于准确监测这些变化至关重要。
通过积极主动和协调的国际行动,我们有机会解决并有可能避免气候变化对海洋的影响。
作者感谢Norce Norwegian研究中心和BJERKNES气候研究中心的Polar Pallimate高级研究员Andreas Klocker博士对这项研究的贡献,以及新南威尔士大学的Matthew England教授,他们提供了该分析模型模拟的成果。
Taimoor Sohail,地理,地球和大气科学学院博士后研究员,墨尔本大学和Bishakhdatta Gayen,机械工程学员和副教授,M大学埃尔本