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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:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。

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