Miał się ocieplać, a ochładza się. Naukowcy wyjaśnili zagadkę Oceanu Południowego

Doniesienia naukowców z ostatnich lat pokazują, że temperatury oceanów niebezpiecznie rosną, co prowadzi do licznych konsekwencji jak np. wzrost siły huraganów, które mogą następnie wedrzeć się dalej w głąb lądu. Jednak z tych opisów wyłamuje się Ocean Południowy. Według modeli on również powinien się ocieplać, a jednak rzeczywistość pokazuje coś zupełnie innego - ochładza się. Naukowcom z Uniwersytetu Stanforda udało się wyjaśnić ten fenomen.

Ochłodzenie się Oceanu Południowego na pierwszy rzut oka może przeczyć zmianom klimatu. Naukowcom udało się wyjaśnić to zjawisko, co może przyczynić się nie do obalenia teorii, a wzrostu dokładności modeli klimatycznych. Badacze odkryli bowiem, że rozbieżność między wynikami modeli a obserwowanym ochłodzeniem wynika głównie z braku danych dotyczących wody roztopowej i niedoszacowania opadów.

- Odkryliśmy, że trend ochładzania się Oceanu Południowego jest w rzeczywistości reakcją na globalne ocieplenie, które przyspiesza topnienie pokrywy lodowej i lokalne opady - powiedział Earle Wilson, adiunkt nauk o Ziemi w Stanford Doerr School of Sustainability i autor nowego badania opublikowanego w Geophysical Research Letters.

W miarę wzrostu temperatury powietrza pokrywa lodowa Antarktydy topnieje, dostarczając ogromnych ilości słodkiej wody. W efekcie górna warstwa Oceanu Południowego staje się mniej słona, a zatem mniej gęsta. Tworzy się swego rodzaju pokrywa ograniczająca mieszanie się chłodnych wód powierzchniowych z cieplejszymi wodami poniżej. - Im świeższa jest ta warstwa powierzchniowa, tym trudniej wymieszać ją z ciepłą wodą - wyjaśnia dr Wilson.

To ocieplenie nie jest jednak uwzględnione nawet w nowoczesnych modelach klimatycznych. - Większość modeli klimatycznych w ogóle nie uwzględnia wpływu topniejącego lodowca na cyrkulację oceaniczną - dodaje oceanograf.

Ziemia to złożony system wielu elementów, które razem składają się na aktualny obraz środowiska i jego zmian. To sprawia, że uzyskanie dokładnych wyników jest niezwykle trudnym zadaniem i wyzwaniem, któremu świat nauk przyrodniczych wciąż próbuje podołać. Globalne modele klimatyczne na ogół nie symulują dokładnie ochłodzenia obserwowanego w ciągu ostatnich 40 lat na Oceanie Południowym i wschodnim Pacyfiku wokół równika ani intensywności ocieplenia obserwowanego na Oceanie Indyjskim i zachodnim Pacyfiku.

Istnieje także rozbieżność pomiędzy symulacjami a obserwowaną częstotliwością występowania zjawiska pogodowego La Niña, definiowanego jako chłodniejsza niż przeciętnie strefa wschodniego Pacyfiku.

Nasze wyniki mogą pomóc w pogodzeniu tych globalnych rozbieżności.

---

Oceany na całym świecie pochłonęły ponad jedną czwartą dwutlenku węgla emitowanego na skutek działalności człowieka i ponad 90% nadmiaru ciepła uwięzionego w naszym systemie klimatycznym przez gazy cieplarniane. - Ocean Południowy to jedno z głównych miejsc, gdzie to się dzieje - powiedział Zachary Kaufman, doktorant w dziedzinie nauk o Ziemi i główny autor badania. W rezultacie Ocean Południowy ma nieproporcjonalnie duży wpływ na globalny wzrost poziomu morza, pochłanianie ciepła przez oceany i sekwestrację węgla. Temperatury jego powierzchni wpływają na wzorce pogodowe El Niño i La Niña, które wpływają na opady deszczu nawet w odległych miejscach.

- Naiwnie sądziliśmy, że nie ma znaczenia, gdzie dokładnie umieścimy słodką wodę - powiedział Wilson, komentując badania zmian klimatu przy użyciu modeli. Naukowcy byli zaskoczeni odkryciem, że temperatury powierzchni są znacznie bardziej wrażliwe na przepływy słodkiej wody skoncentrowane wzdłuż wybrzeża niż na przepływy wody rozpryskujące się szerzej po oceanie w postaci deszczu.

- Zastosowanie słodkiej wody w pobliżu granicy Antarktydy ma większy wpływ na formowanie się lodu morskiego i sezonowy cykl zasięgu lodu morskiego, co następnie ma wpływ na temperaturę powierzchni morza w dół rzeki - powiedział Wilson. - To był zaskakujący wynik, który chętnie zbadamy dalej w przyszłych pracach.

Poprzednie badania miały na celu ilościowe określenie wpływu antarktycznego topnienia na globalny system klimatyczny poprzez dodanie pewnej ilości słodkiej wody do symulacji pojedynczego modelu klimatycznego. - Otrzymujesz bardzo rozbieżne wyniki, ponieważ ludzie konfigurują swoje eksperymenty nieco inaczej, a modele są nieco inne i nie jest jasne, czy są to naprawdę porównania typu jabłka do jabłka - kontynuuje dr Wilson.

W nowym badaniu naukowcy starali się uniknąć tego problemu, pracując z kolekcją symulacji. Korzystając z nowego zespołu sprzężonych modeli klimatu i oceanu z niedawno uruchomionej inicjatywy Southern Ocean Freshwater Input from Antarctica (SOFIA), a także starszego zestawu modeli symulujących zmiany gęstości i cyrkulacji oceanów, autorzy przeanalizowali, jak bardzo symulowane temperatury powierzchni morza zmieniły się w odpowiedzi na rzeczywiste dopływy słodkiej wody w latach 1990-2021.

Dzięki nowej metodzie, która uwzględnia symulacje z 17 różnych modeli klimatycznych naukowcy odkryli, że nieuwzględnienie słodkiej wody odpowiada za 60 proc. rozbieżności pomiędzy obserwowanymi i prognozowanymi temperaturami powierzchni Oceanu Południowego we wspomnianym wyżej wieloleciu.

- Od jakiegoś czasu wiemy, że topnienie pokrywy lodowej wpłynie na cyrkulację oceanów w ciągu następnego stulecia i później - podsumowuje dr Wilson. - Nasze wyniki dostarczają nowych dowodów na to, że te trendy topnienia wody już zmieniają dynamikę oceanów, a być może także globalny klimat.

Źródło: Stanford University