Hur förståelsen av stormar minskar osäkerheten kring värme- och koldioxidupptag i Södra oceanen
Kort beskrivning
Mänskliga utsläpp av växthusgaser har avsevärt ökat koncentrationerna av värme och koldioxid i atmosfären. Världshavet absorberar en betydande del av överskottsvärmen (93%) och koldioxiden (22%), något som mildrar klimatuppvärmningen. Mekanismerna, särskilt i Södra ishavet, är dock inte helt klarlagda och klimatmodellerna är mycket osäkra.
Detta projekt syftar till att minska dessa osäkerheter och öka förståelsen för effekterna av småskalig havsdynamik och stormar på interaktionerna mellan luft och hav, samt förfina formler för flöden mellan luft och hav för at få en större noggrannhet i klimatmodeller. Nya tekniker kommer att användas för att direkt mäta dessa flöden i det havsispåverkade området.
Projektet är en del av Svenska Polarforskningssekretariatets tema The Pulse of the Weddell Sea.
Projektmedlemmar
Marcel du Plessis, Institutionen för marina vetenskaper
Sebastiaan Swart, Institutionen för marina vetenskaper
Bastien Queste, Institutionen för marina vetenskaper
Samarbetspartners
Brian Ward, AirSea Laboratory and Ryan Institute, National University of Ireland
Sarah Nicholson, Council for Scientific and Industrial Research, South Africa
Carol-Anne Clayson, Woods Hole Oceanographic Institution, USA
John Prytherch, Uppsala universitet
Bakgrund
Södra ishavet spelar en avgörande roll när det gäller att absorbera överskottsvärme (93%) och koldioxid (22%) från atmosfären, vilket bidrar till att mildra klimatuppvärmningen. Men det är fortfarande oklart hur mekanismerna bakom dessa processer fungerar, i synnerhet förståelsen för hur stormar påverkar de komplexa interaktionerna mellan luft och hav.
Bristen på förståelse leder till osäkerheter i klimatmodellerna, eftersom de nuvarande formlerna för flödet mellan luft och hav eventuellt inte representerar de unika förhållandena i Södra ishavet på ett riktig sätt.
Projektmål
Projektets mål är att undersöka hur stormar påverkar havets värme- och koldioxidupptag, upptäcka hur stormar interagerar med småskalig havsdynamik för att påverka utbytet mellan luft och hav i havsisregioner, samt förbättra formlerna för luft-havs-värme- och koldioxidflöde för regioner med havsis och unika ström- och vågegenskaper.
Det övergripande målet är att förfina formlerna för luft-hav-flöden för mer exakta klimatprognoser. Projektplanerna integrerar befintliga data med nya observationer i fält.
Projekt i tre delar
Första delen: Observationer
Projektet kommer att användas befintliga observationer av värme- och koldioxidutbyte mellan luft och hav från den enda Flux-förankringen i Södra ishavet för att fastställa stormarnas roll i de säsongsbetonade till fleråriga trenderna för värme- och koldioxidupptag i luft och hav. Det kommer att avslöja viktiga stormegenskaper och deras förhållande till flöden i lufthavet och klimatdrivkrafter.
Andra delen: Expeditioner med hjälp av toppmoderna robotar
Projektet kommer att genomgå en större fältarbetskomponent som en del av Pulse of the Weddell Sea Expedition som stöds av Polarforskningssekretariatet.
Expeditionen kommer att ha stöd från viktiga samarbetspartners för att placera ut en rad autonoma instrument, inklusive Wave Gliders och Sailbuoys tillsammans med fartygsbaserade mätningar, för att observera värme- och koldioxidflöden mellan luft och hav och dynamiken i övre havet i den havsispåverkade regionen.
Att kombinera alla dessa toppmoderna robotinstrument med nya ultrahögupplösta satellitobservationer av havsflöde och havsisfördelning från NASA:s SWOT-uppdrag kommer att vara nyckeln till att förstå återkopplingen mellan stormar, småskalig havsdynamik och utbytet mellan luft och hav.
Tredje delen: Minska osäkerheten i klimatmodeller
Med hjälp av de nya data som tillhandahålls i detta projekt kommer de algoritmer som används för att förstå och modellera värme- och koldioxidutbytet mellan havet och atmosfären att testas och förfinas med målet att minska osäkerheten i modellerad havsuppvärmning och koldioxidupptag.
Resultat
Projektet syftar till att förbättra observationsförståelsen för utbytet mellan luft och hav i Södra ishavet, vilket ger viktiga begränsningar för klimatmodeller. Det kommer att demonstrera nyttan med autonoma instrument och förbättra osäkerheten i flödet i väder- och klimatmodeller.
Projektet bidrar till FN:s mål 9, 13 och 14 för hållbar utveckling och bidrar till internationella insatser som SOCAT och IPCC.
I slutändan kommer projektet att ge underlag för politiska beslut om klimatförändringar.
