Вчені виявили зв'язок між прискоренням потепління клімату і ослабленням перекидної меридіональної циркуляції в Південному океані. Потепління змінило режим вітрів в області Антарктиди і нагріло придонні води, внаслідок чого Південний океан став гірше поглинати надлишок тепла з атмосфери. Такі висновки дозволило зробити порівняння двох кліматичних моделей ансамблю CMIP6, одна з яких прогнозувала більш швидке та інтенсивне потепління клімату. Стаття опублікована в журналі.
Антропогенні викиди парникових газів призводять до глобальної зміни клімату, але в масштабах планети цей процес неоднорідний, і не всі конкретні механізми відгуку кліматичної системи на зростання концентрації CO2 в атмосфері до поточного моменту детально вивчені. Один із способів вивчення механізмів потепління - використання математичних моделей. У різних моделях потепління прогнозується з неоднаковими швидкістю та інтенсивністю, і відмінності в таких прогнозах дозволяє виявити критично вразливі компоненти кліматичної системи. Кліматичні моделі порівнюються в рамках спеціального міжнародного проекту Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), який зараз знаходиться в шостій фазі.
Одним з важливих показників, в оцінках якого часто розходяться кліматичні моделі, є ефективна чутливість клімату (EffCS) - збалансоване глобальне середнє потепління земної поверхні, яке відбудеться за 150 років при чотириразовому зростанні концентрації вуглекислого газу в атмосфері. У попередній фазі проекту порівняно кліматичних моделей (CMIP5) відмінності у значеннях EffCS припадали на тропічну акваторію Тихого океану. В останній же фазі (CMIP6) прогнози щодо цих широт нівелювалися, і відмінності проявилися вже для області Південного океану нижче 35 градуса південної широти.
Вчені під керівництвом Ади Гьєрмундсен (Ada Gjermundsen) з Норвезького метеорологічного інституту спробували зрозуміти, чим викликана відмінність між прогнозами потепління у моделей в CMIP6. Для цього вони розглянули дві кліматичні моделі системи Землі: CESM2 (The Community Earth System Model version 2), розроблену в Лабораторії клімату і глобальної динаміки Національного центру атмосферних досліджень США, і NorESM2 (Norwegian Earth System Model version 2), розроблену в Норвезькому метеорологічному інституті. Ці моделі відрізняються значенням показника EffCS: в американській моделі він становить 5,3 кельвін, а в норвезькій 2,5 кельвін. При цьому базові параметри, які використовуються в цих моделях для опису суші, атмосфери і морського льоду, однакові. Автори звернули уваги на різницю у відображенні короткохвильової радіації від хмар над Південним океаном: у моделі CESM2 вони відбивають на 0,5 ват, ділений на метр у квадраті і на кельвін тепла більше, ніж у моделі NorESM2, тобто хмарність у цій зоні призводить до прискореного потепління земної поверхні.
Кліматологи дійшли висновку, що це може бути пов'язано зі зміною перекидної циркуляції Південного океану - головного поглинача надлишкового тепла атмосфери. Вона діє аналогічно Атлантичній меридіональній циркуляції, завдяки якій вуглекислий газ поглинається холодною водою, опускається на глибину і надовго виводиться з атмосфери. Потепління клімату призвело до того, що ця циркуляція була порушена: режим вітрів поблизу Антарктиди змінився, води антарктичного дна нагрілися, і поглинання атмосферного тепла помітно ослабло. Це призвело до посилення хмарності над Південним океаном, яка також стала утримувати тепло, і як наслідок до додаткового потепління клімату в цілому.
Кліматичні моделі ансамблю CMIP6 були використані під час підготовки шостої оціночної доповіді Міжурядової групи експертів зі зміни клімату. Згідно з ним потепління на 1,5 градуса Цельсія щодо доіндустріального періоду неминуче і відбудеться вже в найближчі десятиліття, при цьому найсильніше зміна клімату торкнеться середніх і високих широт північної півкулі.