南极水域-温度升高,酸度增加,氧气减少

时间:2020-01-13 11:07 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

南极水域-温度升高,酸度增加,氧气减少

据亚利桑那大学地球科学家领导的一项新研究显示,南极冰盖融化带来的淡水增加,加上风的增加,已经减少了南大洋的氧气量,使其酸性更强,温度更高。

研究人员发现,通过比较1990年至2004年的船上测量数据和2012年至2019年装备了微传感器的机器人船队测量数据,南大洋水域发生了变化。南极海岸周围观测到的氧气流失和气候变暖比气候模型预测的要大得多,这可能会对冰融化的预测产生影响。

这一发现促使研究小组改进目前的气候变化计算机模型,以更好地反映南极洲周围的环境变化。

“这是我们第一次能够用地球系统模型重现南大洋的新变化,”合著者地球科学教授Joellen Russell说。

她说,这项研究首次将南大洋增加的淡水和额外的风纳入气候变化模型。该团队使用了美国国家海洋和大气管理局的ESM2M模型。

在此之前,全球气候变化模型并不能预测南大洋当前的物理和化学变化。

“我们低估了淡水和风能带来的影响。当我们把这两个部分添加到模型中时,我们可以直接而优美地重现过去30年发生的事情,”她说。

她说,现在,模型将能够更好地预测南极洲及其周围未来的环境变化,并补充说,人类活动造成的全球变暖所产生的大部分热量都被南大洋吸收了。

“排气管里每8个碳分子中就有一个进入了南大洋,”罗素说。“我们的模型表明,在未来,我们的碳汇可能不会像我们希望的那么大。”

第一作者本·布朗斯勒(Ben Bronselaer)在罗素的实验室担任博士后研究助理时,领导了改进气候模型的工作。他现在是英国跨国石油和天然气公司BP驻伦敦的气象和海洋工程师。

该团队的论文《风和融水对观察到的南大洋化学和物理变化的重要性》(Importance of wind and meltwater for observed chemical and physical changes in The Southern Ocean)定于1月6日在《自然地球科学》(Nature Geoscience)上发表。其他共同作者及其附属机构的名单在本新闻稿的底部。

为了更好地了解地球的气候系统,科学家们不断完善他们的全球气候变化模型。

作为这一努力的一部分,南大洋碳与气候观测和建模项目(SOCCOM)研究南大洋及其对气候的影响。

美国国家科学基金会为SOCCOM提供资金,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和美国国家航空航天局(NASA)提供额外支持。

罗素领导的SOCCOM小组改进了全球气候计算机模型中南大洋的表示方式。她研究南极洲周围的海洋已经有25年了。

“我第一次在南大洋进行巡航研究是在1994年。那是在冬季的南太平洋深处。我在阿拉斯加长大,我知道暴风雪是什么感觉,我以前从来没有感受过那样的风,”她说。

她说,从那以后,她就一直被南极的寒风“迷住”。

几十年来,拉塞尔和其他科学家一直在南极洲周围海域进行船上测量,但冬季的条件使测量变得极其困难。此外,冬季海冰的范围使得从船舶上进行近岸测量成为不可能,她说。

法国兴业银行2014年开始部署的机器人浮舟解决了这个问题。

“这个漂浮机器人可以在冬天的冰层下工作,整个冬天收集数据。机器人浮舟是一场革命,我们甚至可以想象看到冰和海洋的演变,”她说。“我们从未见过冰下的冬季化学反应。”

浮舟揭示了南极水域在过去几十年里发生了多大的变化——这是全球气候模型无法预测的。

Bronselaer, Russell和他们的同事之前已经在气候模型中加入了更多的来自融化的冰盖的淡水,但是这个修正并没有重现最近南大洋的化学变化。

增加模型中的淡水和南极风的量解决了这个问题——现在模型正确地反映了南极水域的现状。

该小组还使用改进的模型来预测南大洋的情况。该预测表明,在未来,南大洋可能不会像之前预测的那样从大气中吸收那么多的二氧化碳。

罗素计划继续追踪南极的冬季风。

“我们没有观察到它——但是模型说我们需要它,”她说。“我向美国国家航空航天局提议发射一颗卫星去寻找失踪的风。”

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