30°S以南的南大洋仅占海洋总面积的三分之一,但吸收了1/2的海洋人为碳量和2/3以上的海洋人为热量。过去,对南大洋的测量较全球范围而言很少。自1980年以来,西风增强且向极地移动的趋势越来越明显。但是耦合模型相互比较项目(CMIP5)的第5阶段模型低估了西风的增加和极移现象,也未能恰当地考虑南极冰盖融水对于模型的影响。
在本文研究中,作者使用2014-2019年(至2019年3月)来自“南方海洋碳与气候观测与建模(SOCCOM)”项目的生物地球化学浮标的最新测量数据、2005年之前收集的船载数据(大致集中在1995年)以及带有生物地球化学传感器的自主浮游物观测值,来计算二十年来南大洋温度、盐度、pH和硝酸盐浓度、溶解无机碳和氧浓度的变化。
研究发现南极沿海局部地区出现了3°C以上的温度变暖,南极海岸附近局部地区盐碱化超过0.2°psu,并且在南纬65°至40°S之间发现了等深线。在南极海岸线发现了脱氧作用,但是在等深线向北变深的地区,脱氧作用和硝酸盐浓度降低。而地球系统模型ESM2M的强制响应不会重现观察到的模式。若考虑融水和极向风的影响,则ESM2M可以改善观测值,再现大规模变化,从而证明了最近风和融水变化对于观测的重要性。
未来南大洋的生物地球化学变化可能会受到融水输入和极风增强风的相对强度的影响。这种综合作用可能导致南大洋脱氧和营养物积累增加,使全球海洋中的营养物贫乏的速度比预期的要快。
(李亚清 编译)