DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2500440122
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40587783
تاريخ النشر: 2025-06-30
المؤلف: Alessandro Silvano وآخرون
الموضوع الرئيسي: ديناميات الجليد في القطب الشمالي والقطب الجنوبي
طرق
تستخدم الدراسة مجموعة بيانات شاملة تتكون من سلسلة زمنية لخرائط ملوحة سطح البحر (SSS) من 2011 إلى 2023، تم إنشاؤها يوميًا بدقة 25 كم فوق المحيط الجنوبي (30°S إلى 90°S) باستخدام بيانات من قمر صناعي لرطوبة التربة وملوحة المحيط. يتم الحصول على مدى الجليد البحري من خلال الملاحظات الساتلية، بينما يتم الحصول على البيانات في الموقع من برنامج Argo. للحصول على منهجيات مفصلة والوصول إلى البيانات، يشير المؤلفون إلى الملحق المعلوماتي التكميلي.
تتوفر البيانات بشكل واضح، حيث تتوفر بيانات عوامات Argo على الرابط المحدد، وبيانات SSS المستمدة من الأقمار الصناعية يمكن استرجاعها من بوابة البيانات العلمية المفتوحة لوكالة الفضاء الأوروبية. بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير بيانات مدى الجليد البحري من قبل OSI SAF. تحتوي المخطوطة والملحق المعلوماتي التكميلي على جميع البيانات الأخرى ذات الصلة اللازمة للتكرار والتحليل الإضافي.
النتائج
في هذه الدراسة، يقوم المؤلفون بتحليل التغيرات في الطبقة العليا من المحيط المرتبطة بانخفاض الجليد البحري في القارة القطبية الجنوبية من خلال دمج ملوحة سطح البحر المستمدة من الأقمار الصناعية (SSS)، ومدى الجليد البحري، وملفات الهيدروغرافيا في الموقع من عوامات Argo. تشير النتائج إلى انتقال من ظروف المحيط العلوي الأكثر عذوبة قبل منتصف عام 2015 إلى فترة من التملح، خاصة في أعلى 100 إلى 200 متر من عمود الماء. تكشف بيانات SSS المستمدة من الأقمار الصناعية عن زيادة كبيرة في الملوحة خلال 2015-2016، مع ارتباط سلبي قوي (R = -0.62) بين SSS ومدى الجليد البحري، مما يشير إلى علاقة مباشرة بين هذه المتغيرات. كما تسلط الدراسة الضوء على انخفاض في تدرج الطبقة العليا من المحيط خلال هذه الفترة، مما يتناقض مع السنوات السابقة التي تميزت بزيادة التدرج وتخفيف السطح خلال توسع الجليد البحري.
تشير النتائج أيضًا إلى أن زيادة ملوحة السطح في البحر ويدل الشرقي تزامنت مع فتحات بولينيا، مما أضعف التدرج وسهل إعادة ظهور بولينيا ماود رايز. يمثل هذا تحولًا عن العقود السابقة التي شهدت تخفيفًا ونقصًا في البولينياس الكبيرة. يؤكد المؤلفون أن ملوحة السطح تعتبر مؤشرًا حاسمًا لتدرج الطبقة العليا من المحيط، مما يؤثر على تغطية الجليد البحري في القارة القطبية الجنوبية وديناميات البولينياس. يجادلون بأهمية الملاحظات الساتلية المستمرة لمراقبة هذه التغيرات، حيث تتحدى التحولات السريعة الأخيرة النماذج الحالية التي تتنبأ بالتخفيف الناتج عن الأنشطة البشرية. تؤكد الدراسة على ضرورة المراقبة المستمرة لفهم التفاعلات المعقدة داخل نظام الجليد والمحيط وتأثيراتها على سيناريوهات المناخ المستقبلية.
DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2500440122
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40587783
Publication Date: 2025-06-30
Author(s): Alessandro Silvano et al.
Primary Topic: Arctic and Antarctic ice dynamics
Methods
The study utilizes a comprehensive dataset comprising a time series of Sea Surface Salinity (SSS) maps from 2011 to 2023, generated daily at a resolution of 25 km over the Southern Ocean (30°S to 90°S) using data from the Soil Moisture and Ocean Salinity satellite. Sea ice extent is obtained through satellite observations, while in situ data is sourced from the Argo program. For detailed methodologies and data access, the authors refer to the Supplementary Information Appendix.
Data availability is explicitly outlined, with Argo float data accessible at the specified URL, and satellite-derived SSS data retrievable from the European Space Agency’s Open Science Data portal. Additionally, sea ice extent data is provided by the OSI SAF. The manuscript and Supplementary Information Appendix contain all other relevant data necessary for replication and further analysis.
Results
In this study, the authors analyze upper-ocean changes linked to the decline in Antarctic sea ice by integrating satellite-derived sea surface salinity (SSS), sea ice extent, and in situ hydrographic profiles from Argo floats. The results indicate a transition from fresher upper-ocean conditions prior to mid-2015 to a period of salinification, particularly in the top 100 to 200 meters of the water column. The satellite-derived SSS data reveal a significant increase in salinity during 2015-2016, with a strong negative correlation (R = -0.62) between SSS and sea ice extent, suggesting a direct relationship between these variables. The study also highlights a decline in upper-ocean stratification during this period, contrasting with previous years characterized by increased stratification and surface freshening during sea ice expansion.
The findings further indicate that enhanced surface salinity in the eastern Weddell Sea coincided with polynya openings, which weakened stratification and facilitated the reemergence of the Maud Rise polynya. This marks a shift from earlier decades that experienced freshening and a lack of significant polynyas. The authors emphasize that surface salinity serves as a critical indicator of upper-ocean stratification, influencing Antarctic sea ice cover and polynya dynamics. They argue for the importance of sustained satellite observations to monitor these changes, as recent rapid shifts challenge existing models that predict anthropogenic-driven freshening. The study underscores the necessity for continuous monitoring to better understand the complex interactions within the ice-ocean system and their implications for future climate scenarios.