这种海洋环流的减少将使海底停滞不前,并对未来几个世纪的气候和海洋生态系统产生进一步的影响。
新南威尔士大学南极科学卓越中心(ACEAS)副主任Scientia教授MatthewEngland协调的一项新研究详细介绍了这些结果。今天发表在《自然》杂志上的这项工作包括主要作者QianLi博士——以前来自新南威尔士大学,现在在麻省理工学院(MIT)——以及来自澳大利亚国立大学(ANU)和CSIRO的合著者。
在南极洲附近下沉的冷水驱动着翻转环流的最深流动——一个横跨世界海洋的洋流网络。倾覆将热量、碳、氧气和营养物质带到全球各地。这会影响气候、海平面和海洋生态系统的生产力。
“我们的模型显示,如果全球碳排放量继续以目前的速度增长,那么南极的倾覆将在未来30年内减缓40%以上——而且看起来正朝着崩溃的轨道发展,”英格兰教授说。
模拟深海
每年约有250万亿吨寒冷、含盐、富含氧气的水在南极洲附近下沉。然后,这些水向北扩散,将氧气带入印度洋、太平洋和大西洋深处。
“如果海洋有肺,这就是其中之一,”英格兰教授说。
国际科学家团队对IPCC“高排放情景”下产生的南极深水量进行了建模,直到2050年。
该模型捕获了以前模型无法捕获的海洋过程的细节,包括对冰融水的预测可能如何影响循环。
几千年来,这股深海洋流一直保持相对稳定的状态,但随着温室气体排放量的增加,预计未来几十年南极倾覆速度将显着放缓。
减少南极倾覆的影响
随着这股深海洋流的崩塌,4000米以下的海洋将停滞不前。
England教授说:“这会将营养物质困在深海中,减少可用于支持海洋表面附近海洋生物的营养物质。”
CSIRO和澳大利亚南极计划伙伴关系的共同作者SteveRintoul博士说,模型模拟显示倾覆速度减慢,然后导致深海迅速变暖。
“直接测量证实,深海变暖确实已经在进行中,”Rintoul博士说。研究发现,南极洲周围融化的冰层使附近海水密度降低,从而减缓了南极翻转环流。随着地球变暖,南极和格陵兰冰盖的融化预计将继续加速。
“我们的研究表明,冰盖的融化对调节地球气候的翻转环流具有巨大影响,”同样来自ACEAS和澳大利亚国立大学地球科学研究学院的AdeleMorrison博士说。
“我们正在谈论标志性水团可能长期灭绝,”英格兰教授说。
“海洋的热量、淡水、氧气、碳和养分发生如此深刻的变化,将对未来几个世纪的海洋产生重大的不利影响。”