Kartor över havsuppvärmningen förändras och dess sönderdelning beräknas från observationer. Kredit:University of Oxford
Haven spelar en viktig roll för att reglera vårt klimat och dess förändring genom att absorbera värme och kol.
Konsekvenserna av deras resultat, publicerad idag i Natur , är betydande eftersom regional havsnivå, påverkar kustbefolkningar runt om i världen, beror på mönster för havsuppvärmning. I denna studie visar de hur dessa mönster sannolikt kommer att förändras.
Resultaten innebär utbredd havsuppvärmning och havsnivåhöjning, jämfört med det förflutna, inklusive ökad uppvärmning nära de östra kanterna av havsbassänger som leder till mer havsnivåhöjning längs de västerländska kustlinjerna på kontinenterna i Nordatlanten och Stilla havet.
Medförfattare, Laure Zanna, Gästprofessor i klimatfysik vid Oxford University och professor i Center of Atmosphere Ocean Science vid NYU Courant, sade:"I framtiden, avtrycket av stigande atmosfärstemperaturer på havsuppvärmningen kommer sannolikt att dominera förändringar i havscirkulationen. Initialt, vi kanske tror att när klimatet värmer mer, förändringar i havsströmmar och deras inverkan på havsvärmningsmönstren kommer att bli större. Dock, vi visar att detta inte är fallet i flera delar av havet. "
En ny metod, utvecklat av forskare vid Oxford University, använder klimatmodeller för att föreslå att havsvärmningsmönster alltmer kommer att påverkas av enkel upptagning av atmosfärisk uppvärmning - vilket gör dem lättare att förutsäga. Detta är i kontrast till nu och tidigare då cirkulationsförändringar var nyckelfaktorer i utformningen av havsvärmningsmönster.
Förändringar i havsuppvärmningen på grund av den enkla upptagningen av atmosfärisk uppvärmning är lättare att modellera och därför hoppas forskarna att där tidigare modeller har kämpat, de kan bli mer exakta för framtida prognoser.
Huvud författare, Dr Ben Bronselaer, som började bedriva denna forskning medan en doktorsexamen student vid Oxford University, sade:"Jag tycker att det är en uppmuntrande möjlighet att klimatmodeller, som kämpar för att simulera tidigare uppvärmning av havet, kan vara bättre på att förutsäga framtida uppvärmningsmönster. Bättre förutsägelse av uppvärmningsmönster innebär bättre förutsägelse av regional havsnivåhöjning, vilket hjälper till att mildra klimatpåverkan som översvämningar på enskilda samhällen. Självklart, vi behöver förstå förutsägelser om havscirkulation bättre för att stelna detta resultat.
Kartor över förändringar i uppvärmningen av havet och dess sönderdelning beräknat från klimatmodeller. Kredit:University of Oxford
"Under vår forskning, vi hittade ett överraskande samband mellan havsvärme och kollagring som verkar vara unikt. Även om det finns ett samband mellan dessa två kvantiteter som ännu inte är helt förstått, vi tror att vi har gjort betydande framsteg för att avslöja det. "
De Natur studie visar att den globala havsvärmen och kolupptagningen går hand i hand, och upptagningsgraden bestäms av havets nuvarande tillstånd. Detta förhållande är kärnan i metoden som utvecklats i denna studie. När människor förändrar havstillståndet genom att tillsätta mer värme och kol, havets förmåga att ta upp både värme och kol kommer att förändras. En möjlig konsekvens kan vara att de senare utsläppen minskar, desto långsammare blir sannolikt minskningen av atmosfärens yttemperatur, på grund av kopplingen mellan värme och kolupptag i havet.
Dessa resultat belyser en djup och grundläggande koppling mellan upptag av hav och kol, som har konsekvenser för atmosfärens värme och kol. Medan havskol och värme är separata system, denna studie visar att de är djupt sammankopplade, via havets förmåga att absorbera dessa mängder. Dessa resultat hjälper till att förklara varför atmosfärisk uppvärmning beror linjärt på kumulativa koldioxidutsläpp.
Prof Laure Zanna sa:"Vi finner att havets förmåga att absorbera värme och kol är kopplad, och begränsad av havsstaten. Detta innebär att den nuvarande havsstaten kommer att reglera uppvärmningen av ytan om CO 2 utsläppen fortsätter att stiga eller minska.
"Hastigheten för havsuppvärmning under de senaste 60 åren har förändrats avsevärt genom förändringar i havscirkulationen, särskilt i Nordatlanten och delar av Stilla havet, där vi kan identifiera kylning under några decennier. Dock, i framtiden verkar förändringar i havsströmmar spela en mindre roll när det gäller uppvärmningsmönster, och haven kommer att transportera överskottet av antropogen värme i havet på ett ganska passivt sätt i dessa regioner. "
Modelleringen i denna studie förlitade sig på en uppsättning kreativa simuleringar som gjorts av kollegor vid The Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), och annat publicerat arbete. Med hjälp av dessa simuleringar, forskarna kunde dra hypoteser om hur värme- och kolmönstren är relaterade och hur de skiljer sig åt.
Utifrån denna forskning, forskarna kommer nu att försöka förstå hur lagring av värme och kol i havet kommer att påverka minskningen av atmosfärstemperatur och CO 2 nivåer om koldioxidutsläppen börjar sjunka.
De kommer också att använda den del av havsuppvärmningen som drivs av cirkulationsförändringar för att bättre förstå förändringar i havscirkulationen, som är svåra att mäta direkt, och deras inverkan på den regionala havsnivån i tropikerna.
