南极洲周围存在大量冷且密度较大的海水,沉入海底,形成了南极底层水,世界大部分海洋的底部都能找到南极底层水。在过去几十年,苏格兰海中的这种浓密水体的体积一直在减少, 苏格兰海是威德尔海到全球其他海洋的一个关键通道。
基于1989~2018年观测的温度和盐度数据,研究人员发现了苏格兰海的变化,并认为这主要是由靠近南极洲的威德尔海上游发生的变化造成的,具体表现为风的变化、海冰的形成或大陆边缘冰川的融化。
观测数据揭示了南极洲附近的深海与大规模全球海洋环流之间的联系,而全球海洋环流通过捕获大量人类产生的碳并使深海变暖,防止了表层气候的快速变化。深海水体密度降低(由增加的温度升高和增强的冰川融化引起)与海洋环流减弱有关,并对全球气候产生重要影响。
几十年以来,全球大部分地区的深海都在变暖,而苏格兰海的这种趋势突然逆转并趋于稳定让人十分惊讶。这是否标志着观测得到的趋势逆转,还是仅仅为下降趋势的间断,需要我们更好地了解靠近南极洲的水团形成过程。苏格兰海区是非常独特的,因为它有几个不同的物理机制,通过该机制可以使稠密的水体在一个相对较小的区域(南苏格兰海)内密度变得更轻。
深层水体体积显著下降表明大洋深层水体也能在较短的时间尺度上发生变化。这种超快的恢复表明我们应该作出更大努力,来理解形成这些水域的海区,以便我们能够预测它们如何应对不断变化的气候。南极洲和周围南大洋的气候变化会对全球产生重要影响,因此我们必须继续提高观测和模拟南大洋气候系统的水平,以便能够在未来预测这些变化。
(郭亚茹 编译,於维樱 审校)