新的研究首次揭示了在過去的40年裡，海洋水域的暖化是如何加劇南極一個主要冰架的融化的。來自東英吉利大學（UEA）的科學家說，這項研究是他們的自主海洋滑翔機意外卡在羅斯冰架下面的結果，研究表明，隨著氣候變遷推動海洋持續變暖，這種情況可能只會進一步加劇。

洋流變暖正在加速南極洲羅斯冰架下方的融化，這一趨勢與氣候變遷有關，可能會進一步破壞冰架的穩定性並提高海平面。暖化的海水正在加速融化南極洲的羅斯冰架，凸顯了氣候驅動的趨勢，對全球海平面和氣候建模產生了影響。

這架名為”馬林”（Marlin）的滑翔機於2022年12月從海冰邊緣部署到羅斯海。 滑翔機攜帶了一系列感測器，用於收集對氣候十分重要的海洋過程資料。

然而，”馬林”號被一股向南流動的水流捲入冰架空腔，在那裡停留了四天，然後才重新出現。 在此期間，”迷失”的滑翔機完成了79 次下潛，測量了空腔內200 公尺深處的水深，直至上覆冰架的底部。

根據英國能源大學環境科學學院研究人員的記錄，有50 公尺厚的相對溫暖的海水從附近的開闊水域”侵入”冰洞。 冰層下的水溫從-1.9°C到更高的-1.7°C不等。

隨後對所有可用測量數據的重新分析表明，在過去45年中，輸送到空腔中的熱量有所增加，這很可能是由於氣候變遷導致羅斯海變暖。 研究結果發表在Science Advances期刊。

Gillian Damerell（前UEA）正在準備部署Seaglider Marlin，背景是羅斯冰架。 圖片來源：沃克-史密斯

領銜作者彼得-希恩（Peter Sheehan）博士解釋說：「雖然氣溫的升高–每年千分之四度–看起來並不多，但在我們研究的45年中，每年可能會導致額外損失約20到80公分的冰。羅斯海冰前的開闊水域回到空腔的過程。我們以前從未見過這種直接侵入的情況。

希恩博士補充說：”進入羅斯冰架下面的空腔並不是計劃中的，而且通常也不可能測量冰架的這一區域：不可能故意把儀器送到離冰架底部這麼近的地方，這太冒險了。

環繞南極洲的冰架暴露在溫暖的海洋中，冰架的底部漂浮在南極大陸的大陸架海面上，冰底由海洋驅動的融化是南極冰量損失的最大原因。

雖然浮冰融化本身不會大幅提高海平面，但冰架會減緩陸地冰的向海流動，從而穩定南極冰蓋；冰架的變薄和解體會加速陸地冰向海洋的輸送，加速全球海平面的上升。

埃克曼熱傳輸的影響

風是推動羅斯冰架下溫暖表層海水流動的過程之一。 某些風型會導致表層海水向南流動，並進入冰架空腔。

這些由風驅動的洋面流被稱為埃克曼洋流，與其他洋流一樣，這些洋流也有相關的熱量輸送。 由於這是一個洋面過程，因此這些熱量可以立即用於融化上覆的冰層：無需等待熱量向上混合到冰層底部。

埃克曼熱傳輸與氣候科學家的關係尤其密切，因為海洋吸收並重新分配了地球上的大部分熱量。 此系統的變化會對天氣、海平面和全球氣溫趨勢產生深遠影響。

Seaglider Marlin 從海冰上放入羅斯海。 資料來源：沃克-史密斯

希恩博士和合著者凱倫-海伍德（Karen Heywood）教授利用風和海洋溫度的長期測量數據，並結合模型來填補記錄中的空間和時間空白，計算出了過去45年中艾克曼熱量向南輸送的強度。 他們發現，埃克曼海流向空腔輸送的熱量增加。

年際變化是由風力驅動的。 不過，向空腔輸送更多熱量的趨勢可能與羅斯海變暖有關–由於海水變暖，今天的風將比過去強度相當的風向空腔輸送更多的熱能。

海伍德教授說：”我們有理由相信，隨著氣候變遷導致海洋持續變暖，埃克曼熱通量及其推動的融化將進一步增加。這一趨勢本身就令人擔憂。地表水入侵的影響，以及能夠驅動這些影響的埃克曼動力學的趨勢和變化，必須納入氣候模型，尤其是考慮到南極陸基冰對氣候變遷的反應仍然存在不確定性”。

這是首次使用長期、跨年代的資料集來研究這個過程。 先前對錶層水入侵的了解主要來自於開放水域水文情況的比較，例如來自船隻、被標記的海豹的觀測資料以及在空腔內部署的冰錨定設備。

編譯自/ ScitechDaily