De Zuidelijke Oceaan kan een enorme uitbarsting opbouwen

De Zuidelijke Oceaan absorbeert grote hoeveelheden kooldioxide-emissies en overtollige warmte. Als de antropogene kooldioxide-emissies netto negatief worden en de wereldtemperaturen afnemen, suggereert modellering dat de oceaan na honderden jaren plotseling de lang vastgehouden warmte zal vrijgeven in een onverwachte “boer”.

De oceaan heeft geholpen de opwarming van de aarde te verminderen door ongeveer een kwart van de antropogene kooldioxide (CO2) emissies te absorberen, samen met meer dan 90% van de overtollige warmte die deze emissies genereren.

Veel inspanningen, waaronder beoordelingen door het Intergouvernementeel Paneel voor Klimaatverandering, hebben gekeken naar hoe de oceanen mogelijk blijven bijdragen aan het verminderen van toenemende emissies en de opwarming van de aarde. Echter, er is weinig aandacht besteed aan het tegenovergestelde: hoe zullen de oceanen reageren als emissies en de bijbehorende atmosferische warmte-niveaus beginnen te dalen als gevolg van netto negatieve emissies?

Ivy Frenger en haar collega’s hebben onderzocht wat er zou kunnen gebeuren in de Zuidelijke Oceaan als, na meer dan een eeuw van door de mens veroorzaakte opwarming, de wereldgemiddelde temperaturen zouden worden verlaagd door CO2 uit de atmosfeer te verwijderen. Hun resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift AGU Advances.

De Zuidelijke Oceaan is een dynamisch systeem, met grootschalige opwellings en een robuuste capaciteit om overtollige koolstof en warmte op te nemen. Om beter te begrijpen hoe de Zuidelijke Oceaan zich zal gedragen onder netto negatieve koolstofomstandigheden, modelleerden de onderzoekers hoe de oceaan en de atmosfeer zouden interageren.

Ze gebruikten het klimaatmodel van de Universiteit van Victoria, UVic v. 2.9, om multi-eeuwse tijdschalen en koolstofcyclus-feedbacks te simuleren. UVic maakt gebruik van een combinatie van een atmosferisch energie-vochtbalansmodel, een oceaanstromings- en zee-ijsmodel, een landbiosfeermodel en een oceaan biochemisch model.

De onderzoekers gebruikten UVic om een geïdealiseerd klimaatveranderingsscenario te modelleren dat vaak wordt gebruikt in klimaatmodellering: emissies nemen toe totdat de atmosferische CO2-niveaus na 70 jaar verdubbelen, gevolgd door een scherpe vermindering van de emissies en daaropvolgende duurzame netto negatieve emissies.

De resultaten toonden aan dat na verschillende eeuwen van netto negatieve emissieniveaus en geleidelijke wereldwijde afkoeling, de Zuidelijke Oceaan abrupt een uitbarsting van opgeslagen warmte vrijgaf—een oceanische “boer”—die leidde tot een periode van opwarming op decennia- tot eeuwschaal. Deze opwarming was vergelijkbaar met de gemiddelde historische antropogene opwarmingspercentages. Het team meldde dat, vanwege de unieke chemie van het zeewater, deze uitbarsting relatief weinig CO2 samen met de warmte vrijgaf.

Frenger en haar collega’s merken op dat hun werk gebruikmaakt van een model met een gemiddelde complexiteit en een geïdealiseerd klimaatveranderingsscenario, maar dat hun bevindingen consistent waren wanneer ze werden getest met andere modelinstellingen. Ze benadrukken dat het belang van de Zuidelijke Oceaan voor het mondiale klimaatsysteem, inclusief de rol in de warmteafgifte aan de atmosfeer in een koel klimaat, verder bestudeerd moet worden en dat hedendaagse veranderingen nauwlettend in de gaten moeten worden gehouden.