為什麼南極海冰不會因全球暖化而融化？
發表日期：2022-02-11
作者：Alfred Wegener Institute；翻譯：劉睦恩；校稿：孫天祥
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引用來源：phys.org
引用來源：Rackow, T., Danilov, S., Goessling, H.F. et al. Delayed Antarctic sea-ice decline in high-resolution climate change simulations. Nat Commun 13, 637 (2022).
從1979年開始有衛星觀測以來，北極海冰已大幅減少。根據最新的氣候模式的模擬結果，夏季的北極在2050年以前，便可能會持續沒有海冰。在2030年之前，某些年裡或許就會開始出現這樣的現象。該模式對於北極地區未來演變的預測非常可靠，政府間氣候變遷專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，簡稱IPCC）也對於模擬的結果有高度的信心。
反之，目前的模式卻無法精確地模擬南極海冰的狀態。1979年以來，南極大陸周圍的平均海冰覆蓋率變動不大。不過從2010年開始，年度間的覆蓋率稍有變動，而2016年至2019年則明顯地減少。
德國專精於研究極地與中高緯的海洋的阿爾弗雷德-韋格納研究所（Alfred Wegener Institute，簡稱AWI）針對「南極海冰悖論」提出了以下三種解釋：
- 較深的暖水層，可藉由南極額外的融水，與表面冷水層隔絕。因此，表面冷水層與海冰較不易受暖化影響。
- 氣候變遷會強化南極周圍的西風。強勁的西風能擴延海冰的覆蓋面積。然而海冰的量仍已下降，而穩定的海冰覆蓋率營造出南極海冰不受暖化影響的假象。
- 海洋能從大氣吸收額外的熱能，而海洋渦流(Eddies)則使這些熱能可輸送至赤道（meridional ocean heat transport，該熱能輸送現象簡稱MHT）。因此，這些渦流至關重要，因為它們能抑制氣候變遷對南極洋（Antarctic Ocean）的影響。另外，環繞南極洲的南極環流（ Antarctic Circumpolar Current，ACC）便具有較多的海洋渦流。
南極洋表層至1000公尺處的翻轉環流（overturning circulation）與MHT有關。強化後的西風會增強流向北方的翻轉環流，如此可促進MHT。但原本的低解析度氣候模式，並沒有將渦流納入考量。而流向南方的翻轉環流經由模擬，反倒會抵消北向環流助長MHT的效果。
AWI發展出高解析度的氣候模式（AWI Climate Model，AWI-CM）。藉由AWI-CM，直徑10至20公里的小型渦流所產生的海水混合現象，因此可被納入考量。考慮渦流的效應後，模擬結果便得出較強的北向環流，MHT也較為顯著。AWI-CM的模擬結果，支持了海洋渦流促進MHT的假設，也比以往的氣候模式可靠。
從AWI-CM模擬結果可知：
- 南極洋會延遲暖化帶來的影響，使海冰維持穩定的時間更久。
- 縱使未來的溫室氣體濃度對於海冰非常不利，至本世紀中葉，南極的海冰覆蓋率仍會穩定不變。然而在那之後，海冰便會如幾十年以來的北極海冰，開始迅速退縮。