Antarktis farvande:Varmere med mere surhed og mindre ilt

Det øgede ferskvand fra smeltende antarktiske iskapper plus øget vind har reduceret mængden af ​​ilt i det sydlige ocean og gjort det mere surt og varmere, ifølge ny forskning ledet af geoforskere fra University of Arizona.

Forskerne fandt ud af, at vandet i det sydlige ocean havde ændret sig ved at sammenligne målinger om bord fra 1990 til 2004 med målinger foretaget af en flåde af mikrosensor-udstyrede robotflydere fra 2012 til 2019. Det observerede ilttab og opvarmning omkring den antarktiske kyst er meget større end forudsagt af en klimamodel, hvilket kan have betydning for forudsigelser om issmeltning.

Opdagelsen drev forskerholdet til at forbedre de nuværende computermodeller for klimaændringer, så de bedre afspejler miljøændringerne omkring Antarktis.

"Det er første gang, vi har været i stand til at reproducere de nye ændringer i det sydlige ocean med en jordsystemmodel, " sagde medforfatter Joellen Russell, professor i geovidenskab.

Forskningen er den første til at inkorporere det sydlige oceans øgede ferskvand plus yderligere vind i en klimaændringsmodel, hun sagde. Holdet brugte National Oceanic and Atmospheric Administration's ESM2M -model.

Tidligere, globale klimaændringsmodeller forudsagde ikke de nuværende fysiske og kemiske ændringer i det sydlige ocean, sagde Russell, der har Thomas R. Brown Distinguished Chair i Integrative Science.

"Vi undervurderede, hvor meget indflydelse det tilføjede ferskvand og vind ville have. Når vi tilføjer disse to komponenter til modellen, vi kan direkte og smukt gengive, hvad der er sket i løbet af de sidste 30 år, " hun sagde.

Nu, modeller vil være i stand til at gøre et bedre stykke arbejde med at forudsige fremtidige miljøændringer i og omkring Antarktis, hun sagde, tilføjer, at det sydlige ocean optager det meste af den varme, der produceres af menneskeskabt global opvarmning.

"Et ud af hver otte kulstofmolekyler, der kommer ud af dit udstødningsrør, går ind i det sydlige ocean, " sagde Russell. "Vores model siger, at i fremtiden, vi har muligvis ikke en så stor kulstofvaske, som vi håbede. "

Første forfatter Ben Bronselaer ledede bestræbelserne på at forbedre klimamodellerne, da han var postdoktor i Ruslands laboratorium. Han er nu meteorologisk og oceanografisk ingeniør hos det britiske multinationale olie- og gasselskab BP i London.

Holdets papir, "Betydningen af ​​vind og smeltevand for observerede kemiske og fysiske ændringer i det sydlige ocean, " er planlagt til udgivelse i Natur Geovidenskab den 6. januar. En liste over yderligere medforfattere og deres tilknytning er nederst i denne udgivelse.

At udvikle en bedre forståelse af Jordens klimasystem, forskere forbedrer konstant deres globale klimaændringsmodeller.

Som en del af den indsats, det sydlige Oceans kulstof- og klimaobservations- og modelleringsprojekt, eller SOCCOM, studerer det sydlige ocean og dets indflydelse på klimaet.

National Science Foundation finansierer SOCCOM, med yderligere støtte fra National Oceanic and Atmospheric Administration, eller NOAA, og NASA.

Russell leder SOCCOM-gruppen, der forbedrer, hvordan det sydlige ocean er repræsenteret i computermodeller af globalt klima. Hun har studeret havet omkring Antarktis i 25 år.

"Mit første forskningskrydstogt i det sydlige ocean var i 1994. Det var om vinteren i det dybe sydlige Stillehav. Jeg var vokset op i Alaska, og jeg vidste, hvordan en snestorm føltes - og jeg havde aldrig følt sådan vind før, " hun sagde.

Hun har været "besat" af de ekstreme antarktiske vintervinde lige siden, hun sagde.

Russell og andre forskere har foretaget målinger om bord i farvandet omkring Antarktis i årtier, men vinterforholdene gør det ekstremt vanskeligt. I øvrigt, omfanget af vinterhavisen gør det umuligt at foretage målinger nær kysten fra skibe, hun sagde.

De robotflydere, som SOCCOM begyndte at implementere i 2014, har løst det problem.

"Robotflyderne kan gå under vinterisen og arbejde hele vinteren med at indsamle data. Robotflåderne er revolutionen i, hvordan vi overhovedet kan forestille os at se på isens og havets udvikling, sagde hun. Vi havde aldrig set vinterkemien under isen.

Flådene afslørede, hvor meget Antarktis farvande havde ændret sig i de sidste flere årtier - en udvikling globale klimamodeller ikke havde forudsagt.

Bronselaer, Russell og deres kolleger havde tidligere tilføjet ekstra ferskvand fra smeltende iskapper til klimamodeller, men den revision gengav ikke de seneste ændringer i det sydlige Oceans kemi.

Forøgelse af ferskvandet og mængden af ​​antarktisk vind i modellen løste problemet - nu repræsenterer modellen korrekt den nuværende tilstand af antarktiske farvande.

Holdet brugte også den forbedrede model til at forudsige forhold i det sydlige ocean. Prognosen tyder på, at i fremtiden Det sydlige Ocean optager muligvis ikke så meget kuldioxid fra atmosfæren som tidligere forudsagt.

Russell planlægger at fortsætte med at forfølge Antarktis vintervinde.

"Vi observerede det ikke - men modellen siger, at vi har brug for det, " sagde hun. "Jeg foreslår NASA en satellit for at gå på jagt efter den manglende vind."