新技術顯示氣候變化使世界上最強的洋流之一流速加快

南極洲環流(Antarctic Circumpolar Current,ACC)是一個環繞南極洲由西向東的洋流,其流速正在加快。科學家們第一次能夠通過利用一套長達數十年的觀測記錄來判斷這種情況的發生。

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來自加州大學聖迭戈分校斯克里普斯海洋研究所、伍茲霍爾海洋研究所、中國科學院和加州大學河濱分校的研究人員利用對海面高度的衛星測量和被稱為Argo的全球海洋浮筒網絡收集的數據,檢測出南大洋上層速度的一個趨勢,直到現在科學家們還沒有發現這個趨勢。

代表美國國家科學基金會資助的南大洋碳和氣候觀測與建模(SOCCOM)項目的團隊在2021年11月29日的《自然-氣候變化》雜誌上報告了其發現。

隨着氣候變暖,盛行的西風已經加快了速度。模型顯示,風速的加快並沒有使洋流發生很大變化。相反,它激發了海洋渦流,這是一種與主要洋流相反的水循環運動。

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“前斯克里普斯海洋學的博士生、目前是伍茲霍爾海洋研究所的博士后研究員施嘉瑞說:“從觀測和模型中,我們發現海洋熱量變化導致了最近幾十年間檢測到的顯著的洋流加速。”

“ACC的這種加速,特別是其以亞南極前線為中心的噴流,促進了大洋盆地之間的能量交換,如熱量或碳,並為這些能量在亞熱帶地區的地下增加創造了機會。”

ACC環繞南極洲,將南部的冷水與北部較溫暖的亞熱帶水分開。南大洋的這個較溫暖的部分吸收了人類活動添加到地球大氣中的大量熱量。出於這個原因,科學家們認為了解其動態至關重要,因為那裡發生的事情可能會影響其他地方的氣候。

海洋變暖的模式很重要。當暖水和冷水之間的梯度,或熱量差增加時,這兩塊水體之間的水流就會加速。

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共同作者、斯克里普斯海洋學的物理海洋學家Lynne Talley說:“ACC主要由風驅動,但我們表明,它的速度變化竟然主要是由於熱梯度的變化造成的。”

在有了衛星安裝的儀器和Argo網絡之前,捕捉南大洋變化的長期數據很難得到。該網絡由自主浮筒組成,測量海洋條件,如溫度和鹽度,於1999年開始,在2007年達到滿負荷。遍布世界各大洋的4000個浮筒至今仍在收集數據。因此,研究人員能夠使用超過十年的Argo綜合數據來區分加速流的趨勢和自然變化。

研究報告的共同作者說,隨着南大洋繼續從人類引起的全球變暖中吸收熱量,該海流的速度也可能會進一步增加。

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