DOI: https://doi.org/10.1175/bams-d-23-0209.1
تاريخ النشر: 2024-01-17
المؤلف: Till Kuhlbrodt وآخرون
الموضوع الرئيسي: ديناميات الجليد في القطب الشمالي والقطب الجنوبي
نظرة عامة
في عام 2023، تم ملاحظة شذوذات كبيرة في نظام المناخ، لا سيما درجات حرارة سطح البحر العالية (SST) في شمال المحيط الأطلسي وانخفاض مدى الجليد البحري في المحيط الجنوبي، وكلاهما تجاوز عتبة 4σ لسلسلة البيانات اليومية من 1982 إلى 2011. بلغ عدم التوازن الطاقي العالمي +1.9 واط م\(^{-2}\) على مدار العام الذي سبق سبتمبر 2023، مما يشير إلى اتجاه تصاعدي مستمر يساهم في ارتفاع درجة حرارة المحيط. على الرغم من ذلك، لم يظهر ميزان الإشعاع الإقليمي في شمال المحيط الأطلسي زيادة ملحوظة في قوة الهباء الجوي منذ عام 2020.
لقد كانت درجة حرارة الـ 100 متر العليا من المحيط العالمي في ارتفاع منذ حوالي عام 1980، حيث شهد حوض المحيط الأطلسي تسارعًا في الاحترار منذ عام 2016، والذي قد يكون مرتبطًا بمستويات SST القصوى. في الوقت نفسه، زادت ملوحة المحيط العلوي أيضًا، لا سيما في المحيط الأطلسي. بدأ الانخفاض الملحوظ في مدى الجليد البحري في المحيط الجنوبي حوالي عام 2015. تشير التوقعات من نماذج المناخ ونظام الأرض إلى أن ظروف SST والجليد البحري القصوى التي لوحظت في عام 2023 تقع عند حدود التغيرات المتوقعة المرتبطة بمستوى ارتفاع درجة حرارة سطح الهواء العالمي (GWL) البالغ 1.5 درجة مئوية، وتتوافق بشكل أقرب مع الظروف المتوقعة عند مستوى GWL يبلغ 3.0 درجة مئوية. إن فهم المحركات وراء هذه الشذوذات أمر بالغ الأهمية للتنبؤ بتكرارها وتأثيراتها المحتملة في المستقبل.
نقاش
في أغسطس 2023، كانت درجة حرارة سطح البحر في شمال المحيط الأطلسي (SST) حوالي 1.4 درجة مئوية فوق المتوسط من 1982 إلى 2011، متجاوزة بشكل كبير حدود 2σ وحتى 4σ، مما يشير إلى حدث احترار غير مسبوق. في الوقت نفسه، شهد المحيط الجنوبي انخفاضًا حادًا في مدى الجليد البحري، حيث كانت القيم حوالي 2.4 مليون كيلومتر مربع أقل من المتوسط من 1981 إلى 2011، مما يقع أيضًا خارج حدود 4σ. يسلط هذا النقاش الضوء على دور عدم التوازن الطاقي للأرض (EEI)، المدفوع بشكل أساسي بانبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن الأنشطة البشرية، والذي كان في تزايد، حيث بلغ تقديره +1.9 واط م² في أحدث فترة 12 شهرًا. يتم امتصاص هذا التراكم الطاقي إلى حد كبير بواسطة المحيطات، حيث يساهم 91% من الطاقة الزائدة في الاحترار العالمي.
قد تكون المحركات الجوية الإقليمية المحتملة، مثل تقليل قوة الهباء الجوي السلبية والتغيرات في الدورة الجوية، قد زادت من حدة هذه الشذوذات. تشير التحليلات إلى أن الشذوذات الملحوظة في SST والجليد البحري مرتبطة بمجموعة من العوامل، بما في ذلك ضعف مرتفع الأزور، وتطور ظاهرة النينيو، وتغيرات في أنماط تيار النفاث. علاوة على ذلك، تشير المؤشرات المحيطية إلى أن شمال المحيط الأطلسي والمحيط الجنوبي قد أظهرا اتجاهات ملحوظة في الاحترار والملوحة، لا سيما منذ عام 2016، والتي من المحتمل أن تساهم في الشذوذات الحالية. تفترض الورقة أن هذه الظروف الملحوظة قد تعمل كمؤشرات للسيناريوهات المناخية المستقبلية، خاصة فيما يتعلق بمستويات الاحترار العالمي المتوقعة (GWL) البالغة 3.0 درجة مئوية، مما يشير إلى أن الحالة الحالية لمدى الجليد البحري في المحيط الجنوبي قد تعكس الظروف المتوسطة المستقبلية تحت استمرار انبعاثات غازات الدفيئة.
DOI: https://doi.org/10.1175/bams-d-23-0209.1
Publication Date: 2024-01-17
Author(s): Till Kuhlbrodt et al.
Primary Topic: Arctic and Antarctic ice dynamics
Overview
In 2023, significant anomalies were observed in the climate system, notably high sea surface temperatures (SST) in the North Atlantic and low sea ice extent in the Southern Ocean, both exceeding the 4σ threshold of the 1982-2011 daily time series. The global energy imbalance reached +1.9 W m\(^{-2}\) over the year leading up to September 2023, indicating a persistent upward trend that contributes to ocean warming. Despite this, the regional radiation budget in the North Atlantic has not exhibited a notable increase in aerosol forcing since 2020.
The temperature of the upper 100 meters of the global ocean has been on the rise since approximately 1980, with the Atlantic basin experiencing intensified warming since 2016, which may be linked to the extreme SST levels. Concurrently, salinity in the upper ocean has also increased, particularly in the Atlantic. A marked decline in sea ice extent in the Southern Ocean began around 2015. Projections from climate and Earth system models suggest that the extreme SST and sea ice conditions observed in 2023 are at the margins of expected changes associated with a global surface-air temperature warming level (GWL) of 1.5°C, and align more closely with conditions expected at a 3.0°C GWL. Understanding the drivers behind these extremes is crucial for predicting their frequency and potential impacts in the future.
Discussion
In August 2023, the North Atlantic Sea Surface Temperature (SST) was approximately 1.4°C above the 1982-2011 average, significantly exceeding the 2σ and even 4σ envelopes, marking an unprecedented warming event. Concurrently, the Southern Ocean experienced a drastic reduction in sea ice extent, with values about 2.4 million km² below the 1981-2011 average, also falling outside the 4σ envelope. This discussion highlights the role of Earth’s energy imbalance (EEI), primarily driven by anthropogenic greenhouse gas emissions, which has been increasing, reaching an estimated +1.9 W m² in the most recent 12-month period. This energy accumulation is largely absorbed by the oceans, with 91% of the excess energy contributing to global warming.
Potential regional atmospheric drivers, such as reduced negative aerosol forcing and changes in atmospheric circulation, may have exacerbated these extremes. The analysis suggests that the observed SST and sea ice anomalies are linked to a combination of factors, including a weaker Azores high, the development of El Niño, and alterations in jet stream patterns. Furthermore, oceanic precursors indicate that the North Atlantic and Southern Ocean have shown significant warming and salinification trends, particularly since 2016, which are likely contributing to the current extremes. The paper posits that these observed conditions may serve as indicators of future climate scenarios, particularly as they relate to projected global warming levels (GWL) of 3.0°C, suggesting that the current state of the Southern Ocean’s sea ice extent may reflect future average conditions under continued greenhouse gas emissions.