研究预测南极海冰将大幅融化
南极洲的罗斯海是过去几十年中夏季海冰覆盖面积有所增加的少数极地地区之一，这与北冰洋和南极洲周围两个相邻的南大洋的夏季海冰急剧减少的全球趋势背道而驰。
现在，由威廉玛丽大学弗吉尼亚海洋科学研究所的沃克史密斯教授领导的一项模型研究表明，罗斯海最近观测到的夏季海冰覆盖的增加可能是短暂的，预计到2050年该地区将失去一半以上的夏季海冰，到2100年将失去四分之三以上。
史密斯说，这些变化将对世界上最具生产力和未受破坏的海洋生态系统之一的海洋生物产生重大影响，在那里，浮游植物大量繁殖，为磷虾、鱼类和鲸鱼、企鹅和海豹等高级捕食者提供食物。
史密斯自20世纪80年代以来一直在罗斯海进行船上实地考察，他与老道明大学的同事合作进行了这项研究。他们的论文《21世纪风和温度变化对罗斯海海洋学的影响》发表在2月26日的《地球物理研究快报》上。Smith的合著者是Mike Dinniman， Eileen Hofmann和John Klinck。
史密斯说：“罗斯海在调节南极洲海冰的整体生产方面至关重要，而且在生物学上非常多产，这使得其自然环境的变化受到全球关注。”我们的研究预测，它将很快扭转目前的趋势，并在夏季经历冰覆盖的大幅下降，这与垂直柱的混合减少一起，将延长浮游植物的生长季节。这些变化将极大地改变该地区原始的食物网。”
研究人员将观测到的罗斯海夏季海冰的增加归因于多种因素的复杂相互作用，包括风速、降水、盐度、洋流、空气和水温的变化。在过去的30年里，罗斯海海冰覆盖的天数增加了两个多月。
但全球气候模型一致认为，未来几十年南极洲的气温将大幅上升，风和洋流的速度和方向也会发生相应的变化。当史密斯和他的同事将这些全球预测输入罗斯海空气-海冰动态的高分辨率计算机模型时，他们发现夏季海冰的范围和持续时间急剧减少。
模拟的夏季海冰浓度到2050年减少56%，到2100年减少78%。无冰季也变得越来越长，2100年的平均后退日比现在早11天，前进日比现在晚16天。
大多数浮游植物生活的“浅混合层”的持续时间和深度也发生了变化。史密斯说：“我们的模型预测，到2050年，浅层混合层的持续时间将比现在长一周左右，到2100年将比现在长近三周。”“浅层混合层的深度也将显著下降，到2050年其底部将比现在浅12%，到2100年将比现在浅44%。”
对史密斯来说，冰、大气和海洋动态的这些变化预示着南极食物网的重大变化。好的一面是，冰盖的减少将给表层水带来更多的光照，而一个更持久、更浅的混合层将把浮游植物和营养物质集中在这个阳光照射的区域。这些变化将共同促进浮游植物的生长，特别是单细胞生物硅藻，增加的能量可能会在食物链中产生涟漪。
但是，史密斯警告说，冰盖的减少将对其他几个依赖冰的重要物种产生负面影响，包括水晶磷虾和南极银鱼。磷虾数量的减少会带来特别大的麻烦，因为它们是罗斯海顶级捕食者——小须鲸、南极和帝企鹅以及食蟹海豹的主要食物来源。
史密斯说：“总的来说，我们的研究结果表明，浮游植物的产量将会增加，硅藻质的含量也会增加。罗斯海食物网的其他组成部分可能会受到严重破坏，对海洋最原始的生态系统造成重大但不可预测的影响。”
作者获得美国国家科学基金项目ANT-0944254、ANT-0838948和OCE-0927797资助。
