

墨尔本,1月22日(360info)南极周围的海冰已经缩小,并且对大气的反应不同。挑战在于找出原因。
整个2023年,南极洲周围被海冰覆盖的海洋面积远远低于正常水平,科学家们一直在努力表达他们的震惊。
这个月,随着海冰缩小到今年的最低点,它再次低于之前的水平。
2023年9月发布的研究表明,海洋变暖是海冰急剧变化的关键因素。
问题是热量来自哪里。
最近发射的一颗新卫星可能提供了了解海洋如何将热量输送到南极洲边缘的关键,在那里它对海冰和冰架产生了毁灭性的影响。
海冰隔绝海洋,反射热量,驱动洋流,支持生态系统并保护冰架。
每年,它在南极洲周围的冻结和融化的年度循环是非常可靠的。直到最近。
现在我们有初步迹象表明,自2016年以来,南极海冰覆盖率已经缩小。
海洋和海冰之间关系的变化表明,目前的低海冰状态可能代表了南极海冰的一种新“状态”。
经过多年的相对稳定,自2016年以来,南极洲的海冰似乎有所缩小。海冰在海洋和大气之间形成了薄薄的一层,并受到两者的影响。
最近,海冰对大气驱动因素的反应似乎与过去不同,这表明缓慢变化的海洋对海冰的影响更大。2015年,海平面以下100 - 200米的部分海洋开始变暖,而这些地区在2016年失去了大量的海冰。
从那时起,温暖的地下海洋似乎保持了较低的海冰覆盖率。2023年创纪录的海冰减少可能是新的异常现象,是气候模型长期预测的南极海冰不可避免减少的开始。
数百万年来,这片冰冷的大陆一直被南极绕极流包围,将温暖的北部水域与寒冷的极地海洋分开。在西风的推动下,顺时针绕南极洲流动,是世界上最强的洋流,其流量是所有河流总和的100倍。
南极绕极流在南极洲周围流动,阻止了温暖的海水进入,但漩涡可以让热量通过。
洋流“感觉”到了海底和沿途的山脉。当它遇到山脊或海底山等障碍物时,水流就会产生“摆动”,形成漩涡。
海洋涡旋是海洋的天气系统,它们在通过极地环流将热量输送到南极洲周围的海洋中发挥着关键作用。但它们很小,卫星很难看到。
大范围的海洋测绘确定了至少五个主要的“热通量门”或环极流中的涡旋热点。一个在澳大利亚南部,大约在塔斯马尼亚岛和南极洲之间。
为了了解现在正在发生的海洋动态以及未来可能发生的变化,我们需要更高分辨率的数据来观察像涡流热点这样的小尺度特征。
进入地表水和海洋地形(SWOT)卫星。由美国国家航空航天局和法国国家空间中心études (CNES)联合开发的SWOT卫星,在距离海面890多公里的轨道上测量海洋高度差异,误差在几厘米内。
两吨重的卫星上的先进雷达高度计探测地表水特征的分辨率比以前的技术高10倍。
海洋学家说,这就像一个近视的人看着远处的一棵树,然后戴上眼镜,看到所有的叶子。
当SWOT经过南大洋时,它记录的海洋表面形状的高分辨率地形显示了细流,以捕捉南极绕极流旋转的涡旋热点。
这意味着科学家可以监测这些较小尺度的环流特征,这些环流特征被认为是负责将大部分热量和碳从上层海洋输送到更深的海洋——这是对抗全球变暖的关键缓冲。
这是我们第一次在水面上看到它们的细节,但我们仍然需要弄清楚海浪下面发生了什么。
2023年11月,在一次雄心勃勃的航行中,科学家们能够在CSIRO研究船(RV)调查员上验证来自南大洋漩涡热点的SWOT卫星数据。
这次为期五周的“焦点”号航行从霍巴特以南850海里到达麦夸里湾,这是五个涡流热点之一。
曲流听起来可能温和而缓慢,但实际上它是世界上最强的水流在海底山脉的引导下通过一系列发夹弯的地方。
当卫星从头顶飞过时,由CSIRO和澳大利亚南极计划伙伴组织领导的小组部署了各种高科技观测设备。
研究人员和工作人员在调查区域的中心锚定了一个3.6公里高的系泊装置,用一根从海底延伸到近地面的电缆携带了54台仪器。
他们还向漩涡中释放了自由漂浮的自主仪器,如漂浮器、漂浮器和滑翔机,同时有100多个ctd(电导率、温度和深度传感器)探测深度,并在卫星的路径上拖着一个Triaxus。
研究人员使用各种各样的仪器来了解海洋。有些漂浮在水面上,有些潜入水中,还有一些利用马达沿着定向路径前进。
所有这些仪器收集的丰富信息都是“真实的”,并验证了来自地面的卫星数据。
南极正在迅速变化,随着海冰循环的进一步中断,人们竞相了解其中的原因。
几十年来,南大洋上的强风一直在增加,而且很可能会持续下去。预计这将通过漏水的曲流向南输送更多的热量,加速南极洲冰架融化和海平面上升。
最终,这项研究的目标是将卫星提供的海洋表面高度的每日地图转化为南大洋向南极洲移动的热量的每日地图。
在气候危机中,这是至关重要的信息。它将帮助各国政府规划如何应对海洋变暖和海平面上升,以及需要多快采取行动。
与此同时,随着向净零排放世界过渡的势头加快,大气中的碳含量开始趋于平稳,我们需要能够跟踪南大洋和全球气候系统的反应。(360info.org