Opady i topnienie lodu Antarktydy chłodzą Ocean Południowy

Większość oceanów na świecie ociepla się w zawrotnym tempie, ale Ocean Południowy rządzi się innymi prawami – jego powierzchnia od dekad wykazuje zaskakujące ochłodzenie. Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda, pod kierownictwem Earle’a Wilsona, odkrył, iż kluczem do tego zjawiska są topnienie antarktycznego lodu i zwiększone opady, wciąż niedoszacowane w modelach klimatycznych. Opublikowane 27 marca 2025 r. w Geophysical Research Letters wyniki badań pokazują, jak globalne ocieplenie może prowadzić do lokalnego spadku temperatur.

Dlaczego modele rozmijają się z rzeczywistością?

W latach 1979–2015, gdy planeta doświadczała intensywnego ocieplenia, powierzchnia Oceanu Południowego zachowywała się odmiennie: temperatura spadała, a lód morski wokół Antarktydy – zamiast topnieć – rozrastał się. Najnowsze modele klimatyczne, należące do szóstej generacji projektu CMIP6, przewidują dla tego regionu wzrost temperatury powierzchni morza (SST – sea surface temperature). Dane z obserwacji pokazują jednak coś zupełnie przeciwnego.

Naukowcy potwierdzają, iż za tę rozbieżność odpowiada proces zwany odświeżaniem. Polega on na napływie wody słodkiej do powierzchniowych warstw oceanu, co zwiększa różnice w gęstości i utrudnia wymianę ciepła między chłodną powierzchnią a cieplejszymi wodami głębinowymi. Jak podkreśla Earle Wilson: to, co dzieje się na powierzchni, może skutecznie odciąć dostęp do ciepła zmagazynowanego głębiej, zmieniając dynamikę termiczną i cyrkulacyjną całego regionu.

Niedoszacowane źródła słodkiej wody

Badacze zidentyfikowali dwa główne źródła napływu wody słodkiej, wywołującej efekt odśnieżania, które w modelach są albo pomijane, albo niewystarczająco uwzględniane:

• wzmożone opady nad Oceanem Południowym, napędzane globalnym ociepleniem, które intensyfikuje obieg wody w atmosferze. Zmiany w cyrkulacji wiatrów, zwłaszcza wzmocnienie wiatrów zachodnich, zwiększa ilość deszczu w tym regionie;
• topnienie antarktycznej pokrywy lodowej i szelfów, które dostarcza ogromne ilości słodkiej wody, zwłaszcza wzdłuż wybrzeży kontynentu.

Aby zbadać ich wpływ, naukowcy pracowali w ramach projektów faf-water i antwater. W dwóch seriach eksperymentów (faf-water – symulujących wpływ szerokiego odświeżania przez opady; antwater – badających skutki topnienia lodu Antarktydy) do modeli CMIP6 dodano kontrolowane porcje słodkiej wody, symulując jej napływ w różnych scenariuszach. Wyniki ujawniły, iż reakcja temperatury powierzchni morza jest znacznie silniejsza, gdy słodka woda trafia w okolice wybrzeży Antarktydy, niż gdy rozprasza się na otwartym oceanie. Okazało się, iż w tym przypadku lokalizacja ma duże znaczenie.

To, gdzie słodka woda dostaje się do oceanu, okazało się decydujące. Skoncentrowana wzdłuż brzegów Antarktydy woda roztopowa skuteczniej obniża temperaturę powierzchni niż opady rozłożone równomiernie na większym obszarze. Bliskość lądu wzmacnia tworzenie lodu morskiego, co z kolei potęguje efekt chłodzenia poprzez zmiany w jego sezonowym cyklu – tłumaczą autorzy badania. Jak dodaje Wilson w komunikacie Stanforda, topnienie szelfów lodowych, takich jak te w Morzu Weddella, może wywołać efekt domina, stabilizując chłodne warunki na powierzchni przez dekady.

Ten mechanizm częściowo wyjaśnia, dlaczego Ocean Południowy pozostaje chłodniejszy, mimo iż głębsze warstwy wód – jak antarktyczna woda denna – stopniowo się ocieplają. To właśnie odcięcie powierzchni od tych rezerwuarów napędza obserwowany trend.

60 proc. różnicy wyjaśnione

Analizując dane z lat 1990–2021, zespół oszacował, iż nieuwzględniane w modelach przepływy słodkiej wody mogą odpowiadać choćby za 60 proc. rozbieżności między symulacjami a rzeczywistością. Kluczowym narzędziem w tej analizie były funkcje odpowiedzi klimatu (CRF), które pozwoliły precyzyjnie zbadać, jak ocean reaguje na nagłe zmiany w dopływie wody. Badania pokazały, iż niedoszacowanie zarówno opadów, jak i topnienia lodu znacząco zaburza zdolność modeli do odtworzenia historycznych trendów temperatury.