اكتشف العلماء أن المحيط الجنوبي يطلق 40% أكثر من ثاني أكسيد الكربون خلال الشتاء مما كان يُقدر سابقًا. باستخدام بيانات الأقمار الصناعية بالليزر والتعلم الآلي، اخترق الباحثون الظلام القطبي ليكشفوا عن هذه الانتشار المخفي للانبعاثات. تُعيد النتائج تشكيل فهم دور المحيط في دورة الكربون العالمية.
كشفت دراسة جديدة نُشرت في Science Advances في 5 نوفمبر أن المحيط الجنوبي ينبعث منه كميات أكبر بكثير من ثاني أكسيد الكربون (CO2) خلال الشتاء الأنتاركتي المظلم تمامًا مما كان يُعتقد سابقًا، مع تقديرات الانبعاثات الشتوية مُقللة منها بنسبة تصل إلى 40%. قادها علماء من المعهد الثاني للمحيطات، وزارة الموارد الطبيعية (SIO-MNR)، ومعهد جغرافيا وليمنولوجيا نانجينغ (NIGLAS) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، وتعالج البحث فجوة كبيرة في حسابات تدفق CO2 العالمية.
يلعب المحيط الجنوبي دورًا حاسمًا في تنظيم توازن الكربون على الأرض من خلال امتصاص جزء كبير من CO2 الناتج عن النشاط البشري. ومع ذلك، بقي سلوكه الشتوي 'صندوقًا أسود مراقبيًا' بسبب الظلام التام والطقس القاسي، الذي يمنع أجهزة الاستشعار الفضائية السلبية التقليدية —التي تعتمد على ضوء الشمس المنعكس— من جمع البيانات. للتغلب على ذلك، حلل الفريق 14 عامًا من بيانات أداة LIDAR في مهمة CALIPSO التابعة لناسا، التي تستخدم نبضات الليزر لقياس خصائص المحيط حتى في الليل القطبي، مدمجة مع التعلم الآلي للحصول على أول سجل مستمر مبني على الملاحظات لتبادل CO2 الشتوي.
تُبرز النتائج الاختلافات الإقليمية من خلال 'إطار ثلاثي الحلقات' الجديد. في حلقة أنتاركتيكا (جنوب 60°S)، يدفع الجليد البحري والملوحة تبادل CO2. حلقة الجبهة القطبية (45°S-60°S) تشهد تأثيرات من CO2 الجوي والنشاط البيولوجي مثل الكلوروفيل. شمال 45°S في حلقة المناطق الفرعية القطبية، تهيمن درجة حرارة سطح البحر.
"تشير نتائجنا إلى أن دور المحيط الجنوبي في دورة الكربون العالمية أكثر تعقيدًا وديناميكية مما كان معروفًا سابقًا"، قال البروفيسور كون شي من NIGLAS. يمكن لهذه البيانات تهيئة ميزانيات الكربون العالمية، مما يحسن التوقعات المناخية المستخدمة من قبل هيئات مثل اللجنة الحكومية الدولية المعنية بالتغير المناخي (IPCC) ويُظهر إمكانيات الاستشعار الفضائي النشط مع الذكاء الاصطناعي لمراقبة البيئة عن بعد.