Forskare har upptäckt att Södra ishavet släpper ut 40 % mer koldioxid under vintern än vad som tidigare uppskattats. Med hjälp av lasersatellitdata och maskininlärning trängde forskarna igenom den polära mörkret för att avslöja denna dolda utsläppshöjdpunkt. Upptäckterna omformar förståelsen av havets roll i den globala kolcykeln.
En ny studie publicerad i Science Advances den 5 november avslöjar att Södra ishavet avger betydligt mer koldioxid (CO2) under den mörka antarktiska vintern än vad som tidigare trotts, med vinterutsläpp underskattade med upp till 40 %. Leadd av forskare från Andra institutet för oceanografi, Ministeriet för naturresurser (SIO-MNR), och Nanjing-institutet för geografi och limnologi (NIGLAS) vid Kinas vetenskapsakademi, adresserar forskningen en stor lucka i globala beräkningar av CO2-flöden.
Södra ishavet spelar en avgörande roll i regleringen av jordens kolbalans genom att absorbera en betydande del av människans utsläppta CO2. Dess vinterbeteende har dock förblivit en 'observatorisk svart låda' på grund av totalt mörker och extremt väder, som hindrar traditionella passiva satellitsensorer — som är beroende av reflekterat solljus — från att samla in data. För att övervinna detta analyserade teamet 14 års data från LIDAR-instrumentet på NASAs CALIPSO-uppdrag, som använder laserpulser för att mäta havsegenskaper även under polarnatten, kombinerat med maskininlärning för det första kontinuerliga, observationsbaserade registret över vinterutbyte av CO2.
Resultaten belyser regionala variationer genom ett nytt 'tre-loopramverk'. I Antarktis-loop (söder om 60°S) driver havsis och salthalt CO2-utbytet. Polframs-loop (45°S-60°S) påverkas av atmosfäriskt CO2 och biologisk aktivitet som klorofyll. Norr om 45°S i subpolära loopen dominerar havsytans temperatur.
"Våra fynd tyder på att Södra ishavets roll i den globala kolcykeln är mer komplex och dynamisk än vad som tidigare känts till", säger prof. Kun Shi vid NIGLAS. Denna data kan förfina globala kolbudgetar, förbättra klimatprojektioner som används av organ som Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) och demonstrera potentialen för aktiv satellitdetektering med AI för fjärrbaserad miljöövervakning.