Niedawne badania podkreślają, że efektywność magazynowania ciepła w głębinach oceanów podczas ostatniej deglacjacji była znacznie wyższa niż obecnie, głównie z powodu ocieplenia na średnich głębokościach. Kontrastuje to z nowoczesnymi wzorami, gdzie największe ocieplenie występuje w pobliżu powierzchni.
Jako główny zbiornik ciepła w systemie klimatycznym, globalny ocean pochłania ponad 90% nadwyżki energii powstałej w wyniku ocieplenia spowodowanego działalnością człowieka. W ciągu ostatniego stulecia najbardziej znaczące ocieplenie oceanów miało miejsce w górnych 500 metrach, podczas gdy w głębinach oceanu ocieplało się stosunkowo mniej, co skutkowało niską efektywnością magazynowania ciepła wynoszącą około 0,1.
Obserwacje paleoceanograficzne sugerują jednak, że w skalach długoterminowych ocieplenie głębokich oceanów może być porównywalne lub większe niż ocieplenie oceanów na powierzchni, przy wydajności magazynowania ciepła w oceanach podczas ostatniej deglacjacji około dziesięciokrotnie większej od jej współczesnej wartości. Nasuwa się zatem pytanie: jakie mechanizmy odpowiadają za pobieranie/magazynowanie ciepła przez ocean i jak duża może być jego efektywność?
Nowe badanie dotyczące ocieplenia oceanów deglacjalnych
Niedawno opublikowane w Postęp naukiwspólne badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców z Chin i USA rzuciło światło na tę kwestię. Łącząc najnowocześniejsze symulacje deglacjalne i rekonstrukcje oparte na przybliżeniach, rozwiązali problem trójwymiarowej zmiany temperatury oceanu deglacjalnego i odkryli, że wydajność magazynowania ciepła w oceanach deglacjalnych znacznie wzrosła do ≥1 w wyniku silnego ocieplenia w wodach o średniej głębokości w odpowiedzi na wymuszenie deglacjalne.
„Nasze symulacje i rekonstrukcje zastępcze pokazują, że trójwymiarowe ocieplenie oceanu podczas ostatniej deglacjacji było silnie nierównomierne, a najsilniejsze ocieplenie miało miejsce na średnich głębokościach, co stanowi uderzający kontrast w stosunku do współczesnych obserwacji” – powiedział dr Chenyu Zhu z Instytutu Nauk o Atmosferze Chińskiego Instytutu Akademia Nauk, współautor badania.
Mechanizmy odpowiedzialne za ocieplenie średniej głębokości
Wykorzystując eksperymenty czułości, badanie ujawniło, że duże ocieplenie wód pośrednich można powiązać z ociepleniem powierzchni na średnich i subpolarnych szerokościach geograficznych poprzez wentylację w odpowiedzi na gazy cieplarniane i napieranie pokrywy lodowej i znacznie wzmagane przez zmianę cyrkulacji oceanicznej związaną z wypychaniem wody roztopowej. „Unikalna struktura ocieplająca ocean umożliwia dużą efektywność magazynowania ciepła w oceanie. W szczególności rozwiązuje to paradoks sugerowany przez konwencjonalny pogląd, że ocieplenie wystąpiło w miejscach formacji głębinowych, które pozostały pokryte lodem morskim” – powiedział prof. Zhengyu Liu, jeden z autorów badania z Ohio State University.
„Te wyniki mają cenne implikacje. Na przykład, jeśli połączymy ze sobą silne ocieplenie powierzchni i silną wentylację, jak w naszych symulacjach, wówczas ocean pochłonie więcej ciepła z atmosfery, potencjalnie spowalniając tempo ocieplenia atmosfery” – powiedział prof. Peter U. Clark, kolejny korespondent autora badania z Uniwersytetu Stanowego Oregonu.
Badanie podkreśla ważną rolę wzorców ocieplenia powierzchni i zmian cyrkulacji oceanicznej w długoterminowych zmianach magazynowania ciepła w oceanach i sugeruje, że „ocean może służyć jako znacznie większy zbiornik energii w systemie klimatycznym, niż sugerują współczesne obserwacje” – twierdzi. badanie.
Odniesienie: „Zwiększona efektywność magazynowania ciepła w oceanie podczas ostatniej deglacjacji” autorstwa Chenyu Zhu, Saray Sanchez, Zhengyu Liu, Petera U. Clarka, Chengfei He, Lingfeng Wan, Jiuyou Lu, Chenguang Zhu, Lingwei Li, Shaoqing Zhang i Lijing Cheng, 20 wrzesień 2024, Postęp nauki.
DOI: 10.1126/sciadv.adp5156
