南极半岛西部正在经历地球上最迅速的气候变化,其特点是气温急剧上升,冰川覆盖面积减少,海冰融化。南大洋吸收了几乎一半的二氧化碳,二氧化碳是与气候变化有关的关键温室气体。了解气候变化如何影响南大洋吸收二氧化碳,特别是南极沿海地区(如西南极半岛),对于提高气候变化的预测至关重要。
利用25年的观察发现,南极半岛西部的地表水对二氧化碳的吸收与海洋上层的稳定性、藻类的数量和种类有关。稳定的上层海洋为藻类提供了理想的生长条件,在光合作用过程中,藻类将表层海洋中的二氧化碳去除,并吸收大气中的二氧化碳。
在1993~2017年,南极半岛西部海冰的变化稳定了上层海洋,导致藻类浓度增加,藻类的种类也发生变化。而这使得夏季二氧化碳吸收量也增加了近5倍的量值。研究还发现,二氧化碳的吸收趋势南北差异很大,半岛南部受气候变化影响较小,二氧化碳吸收量增长最为显著,显示出该地区气候变化的向极地发展。研究结果还显示了气候变化的反作用。科学家们假设,随着海冰的不断减少,南极半岛西部的上层海洋稳定性在未来几十年内可能会下降。一旦海冰的稳定性达到一个非常低的水平,就没有足够的海冰来阻止风驱动的上层海洋混合,或者提供足够稳定的融水。从长远来看,该过程也会导致南大洋二氧化碳吸收减少,海洋吸收二氧化碳的能力下降,可能会使更多的蓄热气体留在大气中,从而导致全球变暖。
(郭亚茹 编译,於维樱 审校)