近幾十年來,，南大洋表面水溫一直在下降,，這與氣候模型預(yù)測的變暖相反。研究人員現(xiàn)在已經(jīng)測量出,，自1990年以來，這種意外降溫有多少是由冰蓋融化產(chǎn)生的淡水造成的——這是目前的氣候模型在很大程度上忽略的因素,。研究發(fā)現(xiàn),，這種沿海淡水流入在降低南大洋表面溫度和影響全球氣候系統(tǒng)方面發(fā)揮的作用比之前理解的要大得多。

斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),，融水和降雨的增加造成了南極洲周圍數(shù)十年來預(yù)測海洋溫度與實際海洋溫度之間差距的60%,。

全球氣候模型早已預(yù)測南極洲周圍的海洋應(yīng)該會變暖。然而,，觀測表明,，在過去40年的大部分時間里，這些水域?qū)嶋H上已經(jīng)冷卻,。

根據(jù)斯坦福大學(xué)的新研究,，這種不匹配主要是由于模型中忽視了兩個因素：南極冰融水的影響和對區(qū)域降雨的低估。

斯坦福大學(xué)杜爾可持續(xù)發(fā)展學(xué)院地球系統(tǒng)科學(xué)助理教授,、3月27日《地球物理研究快報》研究報告的資深作者厄爾·威爾遜說：“我們發(fā)現(xiàn)南大洋的降溫趨勢實際上是對全球變暖的反應(yīng),，這加速了冰蓋融化和局部降水?！?/p>

隨著氣溫升高,，南極冰蓋融化，降水增多,，南大洋上層的鹽度越來越低,，因此密度也越來越低。這形成了一個蓋子,，限制了冷表層水與下方較暖水的交換,。“表層越淡,，混合溫水就越困難,，”威爾遜解釋道。

但這種淡化現(xiàn)象并沒有在最先進(jìn)的氣候模型中得到充分體現(xiàn)——科學(xué)家們早已認(rèn)識到這一缺陷是未來海平面上升預(yù)測中的主要不確定性來源,?！按蠖鄶?shù)氣候模型完全忽略了冰川融水對海洋環(huán)流的影響,，”威爾遜說。

南極洲周圍海面溫度的觀測值與模擬值不一致,，是科學(xué)家和政府在應(yīng)對氣候影響時面臨的更大挑戰(zhàn)的一部分,。全球氣候模型通常不能準(zhǔn)確模擬過去40年來南大洋和赤道附近東太平洋觀測到的降溫情況，也不能準(zhǔn)確模擬印度洋和西太平洋觀測到的變暖強度,。模擬結(jié)果與觀測到的拉尼娜天氣狀況的頻率也存在差異,，拉尼娜天氣狀況是指東太平洋溫度低于平均水平。

過去八年左右,，南大洋的變暖事件在一定程度上減弱了長達(dá)四十年的降溫趨勢,。但如果全球海面溫度趨勢繼續(xù)與近幾十年出現(xiàn)的模式相似，而不是向模擬預(yù)測的模式轉(zhuǎn)變,，這將改變科學(xué)家對氣候變化短期影響的預(yù)期,。“我們的研究結(jié)果可能有助于調(diào)和這些全球差異,，”威爾遜說,。

全球海洋吸收了人類活動排放的二氧化碳的四分之一以上，以及溫室氣體滯留在氣候系統(tǒng)中的90%以上的多余熱量,?！澳洗笱笫前l(fā)生這種情況的主要地點之一，”該研究的主要作者,、地球系統(tǒng)科學(xué)博士后學(xué)者扎卡里·考夫曼說,。

因此，南大洋對全球海平面上升,、海洋熱量吸收和碳封存有著巨大影響,。其表面溫度影響厄爾尼諾和拉尼娜天氣模式，進(jìn)而影響遠(yuǎn)至加利福尼亞的降雨,。

為了了解南大洋冷卻的物理機制,，并更可靠地預(yù)測其未來對地球氣候系統(tǒng)的影響，威爾遜和考夫曼著手確定模擬中南極洲周圍海面溫度因淡水而冷卻了多少,?！拔覀兲煺娴卣J(rèn)為，把淡水放在哪里并不重要,，”威爾遜說,。

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，地表溫度對集中在沿海的淡水通量比對以雨水形式廣泛濺灑在海洋上的淡水通量更為敏感,。

“在南極邊緣附近使用淡水對海冰形成和海冰范圍的季節(jié)性循環(huán)有更大的影響,，進(jìn)而對海面溫度產(chǎn)生下游影響，”威爾遜說,?！斑@是一個令人驚訝的結(jié)果,，我們渴望在未來的工作中進(jìn)一步探索?！?/p>

此前的研究曾試圖量化南極融水對全球氣候系統(tǒng)的影響,，方法是在單個氣候模型模擬中添加一定量的淡水，科學(xué)家將這種實驗稱為“澆水”實驗,?！澳銜玫椒浅２煌慕Y(jié)果，因為人們的實驗設(shè)置略有不同,，模型也略有不同,，目前還不清楚這些是否真的是同類比較，”威爾遜解釋說,。

在這項新研究中,，研究人員試圖通過使用一系列模擬來避免這個問題。作者利用最近啟動的南大洋南極淡水輸入(SOFIA)倡議中新的耦合氣候和海洋模型,，以及一組模擬海洋密度和環(huán)流變化的舊模型，分析了1990年至2021年期間模擬海面溫度對實際淡水輸入的響應(yīng)變化程度,。

考夫曼說：“關(guān)于融水在歷史時期是否足以產(chǎn)生真正影響,，一直存在一些爭議。我們的研究表明,，融水確實會產(chǎn)生影響,。”

利用這種結(jié)合了17種不同氣候模型模擬的新方法,，研究人員發(fā)現(xiàn),，缺失的淡水可解釋1990年至2021年間南大洋表面溫度觀測值與預(yù)測值不一致的60%。

“我們早就知道,，冰蓋融化將影響未來一個世紀(jì)及以后的海洋環(huán)流,，”威爾遜說?！拔覀兊难芯拷Y(jié)果提供了新證據(jù),，表明這些融水趨勢已經(jīng)改變了海洋動態(tài)，甚至可能改變了全球氣候,?！?/p>