加州大学圣地亚哥分校的斯克里普斯海洋学研究所将举办一个海洋观测和建模项目,该项目专注于其中一个在气候调节中发挥重要作用的海洋地区,并且对气候变化的反应比世界上任何其他地方都更尖锐。
在过去的10年里,南大洋碳和气候观测和建模(SOCCOM)项目一直在研究和建模环绕南极洲的水域。在那时,科学家记录了非洲大陆上所谓的“末日冰川”的活动,该冰川有可能大大加速海平面上升。随着大量异常温暖的水变热和膨胀,南大洋本身正在遭受物理动荡,由于化石燃料排放增加的碳,它到处都在酸化。这些口袋扰乱了海洋环流,对该地区的海洋生态系统和世界各地的人们产生了影响。
经过10年的监测,SOCCOM领导层的接力已经从普林斯顿大学传给了斯克里普斯海洋学。SOCCOM的新阶段被称为SOCCOM3,由国家科学基金会和NOAA资助,在斯克里普斯物理海洋学家Lynne Talley的指导下,又运营了三年。SOCCOM的合作者包括华盛顿大学、蒙特利湾水族馆研究所、亚利桑那大学、夏威夷大学马诺亚大学和罗格斯大学。
“SOCCOM的前六年让我们下水了。又过了四年,我们经历了两个自然的厄尔尼诺南方振荡周期,以及南极海冰开始大幅下降。Talley说:“现在,我们开始检测到化石燃料碳渗透到海洋、海洋热的变化以及可能的绿化。”
SOCCOM仪器记录了南大洋的生物地球化学和物理学,目的是增加对南大洋碳、热和营养系统的理解。在未来三年,这一新阶段的融资将侧重于长期趋势,区分自然气候变异性和人类活动引起的模式。
海洋在调节气候方面起着至关重要的作用。它储存了来自人类来源的多余的碳以及热量。具体来说,南大洋在碳和热封存过程中的重要性不成比例。它占海洋二氧化碳捕获量的一半,以及人为二氧化碳产生的过剩热量的75%。这些服务为世界提供了重要的好处,但也使南大洋极易受到人类活动的影响,使其更容易受到变暖、冰融化和海洋酸化的影响。
气候建模和预测的改进需要在整个南大洋和整个南方冬季对海面下进行海洋观测。SOCCOM迄今为止的10年通过使用机器人设备改变了科学观测。测量全年进行,包括海冰达到最大值时,基本上不可能用载人船只进行研究。
该计划的解决方案是实施大量生物地球化学(BGC)浮子,这些浮子已经增强,以测量碳、硝酸盐、氧气和叶绿素含量,此外还有水柱的温度、盐度和压力的标准读数,这些读数都在Argo网络测量中浮动。Argo浮子最初设计于20世纪90年代,每10天在海面和深度之间上升和下降,最高可达2000米(6,560英尺)。当浮子重新浮出水面时,他们收集的数据通过卫星传输回实验室。浮标的典型寿命为五年,在这段时间里,它们随着洋流而漂流,当它们停止运行时,通常会在距离部署地点数百公里之外。浮子被编程为在浮出水面时躲避海冰,保留数据,直到它们能够到达地表并传输数据。