Abstrak
Respons Arus Lereng Antartika (ASC) di masa mendatang terhadap perubahan sementara yang diproyeksikan dalam angin, pemaksaan radiasi, dan masukan air lelehan diperiksa dalam model samudra-es laut beresolusi tinggi. Perubahan air lelehan ditemukan mendominasi penguatan ASC yang hampir -sirkumpolar. Kekuatan ASC meningkat secara non-linier meskipun ada gangguan air lelehan linier yang diterapkan, denganmathematical equationPeningkatan kekuatan sebesar 14% dari tahun 2000 hingga 2025 yang kontras denganmathematical equationPeningkatan sebesar 49% dari tahun 2025 hingga 2050. Namun, peningkatan non-linier ini tidak terlihat pada arus pantai di landas kontinen. Pertumbuhan kekuatan ASC non-linier disebabkan oleh air lelehan yang terkumpul di landas kontinen dan pergeseran air hangat ke arah kutub di utara ASC, keduanya dipicu oleh berkurangnya pembentukan air landas kontinen yang padat, dan menyebabkan percepatan ASC melalui keseimbangan angin termal. Meskipun ASC menguat, setiap kerentanan dalam sistem saat ini dapat membawa air hangat yang bergeser ke arah kutub ke landas kontinen, dengan implikasi pada pencairan landas es Antartika.
Poin-poin Utama
- Perubahan Arus Lereng Antartika (ASC) di bawah proyeksi pemaksaan iklim yang bervariasi dari waktu ke waktu didominasi oleh gangguan air lelehan.
- Kekuatan ASC mengalami peningkatan non-linier yang dramatis seiring berjalannya waktu, bahkan di bawah gangguan air lelehan yang meningkat secara linier
- Penguatan ASC non-linier disebabkan oleh akumulasi air lelehan di landas kontinen dan pergeseran air hangat ke arah kutub di kedalaman
Ringkasan Bahasa Sederhana
Arus Lereng Antartika (ASC) adalah arus ke arah barat yang mengalir di sekitar benua Antartika, dan bertindak sebagai penghalang antara air hangat di utara, dan lapisan es Antartika yang dingin. Meskipun ASC bertindak sebagai penghalang penting terhadap transportasi air hangat ke selatan, bagaimana ASC merespons perubahan iklim yang bervariasi dari waktu ke waktu masih belum jelas. Kami menggunakan model samudra-es laut beresolusi tinggi untuk memprediksi bagaimana ASC akan merespons perubahan angin, pemanasan, dan air lelehan di bawah perubahan iklim. ASC diproyeksikan akan menguat, dengan air lelehan memainkan peran terbesar. Meskipun air lelehan meningkat terus menerus dari waktu ke waktu, dampaknya pada ASC sangat dramatis, denganmathematical equationpeningkatan kekuatan dalam 25 tahun terakhir percobaan. Peningkatan dramatis dalam kekuatan arus ini disebabkan oleh kontribusi ASC baik di daratan maupun di lepas pantai. Air lelehan di daratan mengurangi kepadatan perairan pesisir, dan pencerah perairan pesisir ini menyebabkan air yang kurang padat diekspor dari landas kontinen, yang memungkinkan air hangat dan asin di lepas pantai bergeser lebih dekat ke lereng benua. Perbedaan kepadatan yang semakin besar di seluruh arus seiring waktu dengan demikian mempercepat ASC secara dramatis, dan memiliki implikasi kritis pada transportasi panas menuju Antartika.
1 Pendahuluan
Arus Lereng Antartika (ASC) adalah arus yang mengalir ke arah barat di sekitar Antartika, yang terletak dekat dengan pantai di atas lereng benua (Thompson et al., 2018 ). ASC telah terbukti mengatur transportasi lintas lereng dari Air Dalam Sirkumpolar (CDW) yang hangat ke landas kontinen Antartika. Transportasi lintas lereng ini bergantung pada struktur lokal ASC dan keberadaan fitur topografi seperti ngarai (misalnya, Daae et al., 2017 ; Morrison et al., 2020 ; Nakayama et al., 2021 ; Ong et al., 2024 ). Intrusi CDW mampu mengangkut panas ke arah kutub menuju paparan benua Antartika, yang dapat menyebabkan pencairan dasar dan mengurangi daya dukung paparan es, sehingga meningkatkan aliran gletser dan lapisan es, sehingga mengakibatkan kenaikan muka air laut global (misalnya, Gudmundsson et al., 2019 ; Herraiz-Borreguero et al., 2016 ; Mathiot & Jourdain, 2023 ; Lauber et al., 2023 ).
Perubahan signifikan pada sistem iklim di sekitar batas Antartika diperkirakan terjadi di bawah iklim yang menghangat, yang dapat memengaruhi struktur ASC. Fluks air lelehan di sekitar batas Antartika diperkirakan akan meningkat, dengan Golledge et al. ( 2019 ) memperkirakan fluks air lelehan maksimum sebesar 0,018 Sv di bawah skenario Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 pada akhir abad ke-21, serta kontribusi Lapisan Es Antartika terhadap kenaikan muka air laut sebesar 14 cm. Perhatikan bahwa proyeksi air lelehan yang memotivasi desain eksperimen kami (Golledge et al., 2019 ) berada pada batas bawah proyeksi yang tersedia, dengan estimasi kontribusi Lapisan Es Antartika terhadap kenaikan muka air laut berkisar antara 11 dan 79 cm pada tahun 2.100 (Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim, 2022 ). Peningkatan fluks air lelehan dari lapisan es ini juga dapat mengurangi pembentukan dan pengangkutan Air Dasar Antartika karena air lelehan menyegarkan kolom air (Li et al., 2023 ), melawan kemungkinan peningkatan produksi es laut yang diakibatkan oleh pencairan gunung es (Mackie et al., 2020 ) dan mengakibatkan pengurangan 50%–60% dalam pengangkutan AABW ke utara (Tesdal et al., 2023 ). Angin permukaan timur dan selatan di sekitar batas Antartika juga diperkirakan akan berkurang masing-masing sebesar 23% dan 7% dalam skenario emisi tinggi (Neme et al., 2022 ). Karena perubahan angin permukaan dan fluks air lelehan dapat memengaruhi struktur ASC dan aliran masuk air hangat menuju paparan benua Antartika (Daae et al., 2017 ; AL Stewart & Thompson, 2015), memahami dampak perubahan iklim pada ASC dan pengangkutan air hangat ke paparan benua menjadi sangat penting.
Meskipun penting untuk memahami perubahan ASC di bawah perubahan iklim, penelitian sebelumnya di area ini terbatas. Pekerjaan sebelumnya telah menyelidiki perubahan ASC di bawah gangguan air lelehan yang sebanding dengan skenario RCP, tetapi ini terbatas pada model dengan resolusi horizontal 0,5° dan 0,25° (Beadling et al., 2022 ), di mana ASC yang lebih kuat terwakili dalam model resolusi yang lebih tinggi. Eksperimen model pada resolusi 0,1° yang lebih tinggi dan mampu mengatasi pusaran oleh Moorman et al. ( 2020 ) dan Dawson et al. ( 2025 ) telah dilakukan, di mana mereka memberlakukan peningkatan langkah yang tiba-tiba dalam pemaksaan air lelehan. Studi-studi ini menunjukkan bahwa air lelehan memperkuat gradien densitas di lereng benua, memperkuat ASC, konsisten dengan eksperimen gangguan perubahan iklim lainnya (Dawson et al., 2025 ; Goddard et al., 2017 ; Lockwood et al., 2021 ) dan model resolusi lebih tinggi, 0,25°, dari Beadling et al. ( 2022 ). Studi Dawson et al. ( 2025 ) juga menunjukkan bahwa efek dari angin dan gaya perubahan iklim termal pada kekuatan ASC jauh lebih kecil daripada dampak air lelehan pada ASC. Sementara Dawson et al. ( 2025 ) dan Moorman et al. ( 2020 ) memberi kita wawasan tentang dampak langsung dari air lelehan dan pemaksaan iklim lainnya pada ASC, penting untuk menggunakan masukan air lelehan yang bervariasi terhadap waktu karena bahkan di bawah perubahan langkah ideal pada kondisi atmosfer yang diproyeksikan, prediksi telah menunjukkan bahwa laju pencairan lapisan es masih akan membutuhkan beberapa dekade untuk menyesuaikan diri (Mathiot & Jourdain, 2023 ). Li et al. ( 2023 ) adalah satu-satunya studi yang menggunakan gangguan air lelehan jangka panjang dan bervariasi terhadap waktu, juga menemukan bahwa ASC bertambah cepat di bawah pemaksaan air lelehan yang meningkat, tetapi mereka tidak mempelajari respons transien ASC selama durasi eksperimen. Mempertimbangkan waktu respons yang berbeda yang dimiliki berbagai proses samudra dalam eksperimen pemaksaan air lelehan perubahan langkah mendadak oleh Moorman et al. ( 2020 ), mengeksplorasi bagaimana gangguan air lelehan yang lebih realistis bergantung waktu memengaruhi perubahan ASC adalah area penelitian terbuka yang penting, yang ingin kami bahas dalam studi ini.
2 Model dan Metode
Studi ini menganalisis eksperimen perubahan iklim yang dijalankan menggunakan model samudra-es laut global, Australian Community Climate and Earth System Simulator (ACCESS-OM2-01), yang rinciannya diuraikan oleh Kiss et al. ACCESS-OM2-01 memiliki resolusi lateral 0,1° dan menangkap representasi realistis dari dinamika di sekitar tepi benua Antartika (misalnya, Dawson et al., 2023 ; Li et al., 2023 ; Schmidt et al., 2023 ). Huneke et al. ( 2022 ) juga menganalisis variabilitas ASC dalam model ACCESS-OM2-01, yang menunjukkan bahwa transpor zonal di sekitar benua Antartika sebanding dengan pengamatan in-situ (Peña-Molino et al., 2016 ).
Tiga eksperimen dievaluasi dalam studi ini: (a) eksperimen kontrol, (b) eksperimen angin, radiasi, dan gangguan termal (Angin + Termal), dan (c) eksperimen ketiga yang identik dengan eksperimen Angin + Termal, hanya dengan gangguan air lelehan es di masa mendatang (Angin + Termal + Air Lelehan Es). Kedua eksperimen gangguan tersebut dirancang untuk meniru skenario iklim di masa mendatang, sekaligus memungkinkan kita untuk mengisolasi dampak hilangnya massa Lapisan Es Antartika dan Greenland melalui anomali air lelehan es.
Percobaan kontrol menggunakan pemaksaan atmosfer berulang-tahun dari produk JRA55-do v1.3 (Tsujino et al., 2018 ), menggunakan pemaksaan dari 1 Mei 1990 hingga 30 April 1991, periode yang dicirikan oleh kondisi netral dari mode variabilitas iklim yang dominan (KD Stewart et al., 2020 ). Model pertama kali diputar selama 200 tahun sebelum gangguan diperkenalkan. Analisis kami menggunakan model tahun 210–260 dari eksperimen kontrol dan gangguan, periode 50 tahun 10 tahun setelah gangguan angin dan termal pertama kali diterapkan, eksperimen dan periode yang sama seperti yang dijalankan dan dianalisis oleh Li et al . Gangguan angin dan termal diterapkan secara global dan diturunkan menggunakan medan anomali dekat permukaan dari produk JRA55-do v1.3 (untuk periode historis dari tahun 1991 hingga 2019) dan enam proyeksi Coupled Model Intercomparison Project di bawah skenario emisi antropogenik tinggi Shared Socioeconomic Pathway 5–8.5 (SSP5-8.5) (untuk periode 2020–2050) (Eyring et al., 2016 ; O’Neill et al., 2016 ). Pemaksaan air lelehan adalah gangguan yang bervariasi terhadap waktu yang diterapkan di permukaan langsung di pantai sekitar Greenland dan Antartika, dengan air lelehan Greenland ditambahkan secara seragam di sekitar garis pantai, sedangkan air lelehan ditambahkan di sekitar Antartika di sepanjang jalur pantai yang membentang dari Laut Weddell ke arah barat hingga Laut Ross (Data Tambahan Gambar 3d , Li et al., 2023 ), yang mencakup wilayah yang diproyeksikan akan menunjukkan peningkatan yang kuat dalam pencairan lapisan es abad ini (Golledge et al., 2019 ). Total pemaksaan air lelehan di sekitar Antartika meningkat secara linier dari 0 hingga 0,08 Sv (sekitar 2.523 Gt)
) diterapkan dari tahun 2001 hingga 2050 pada tingkat 0,16 Sv per abad, perkiraan laju limpasan yang diproyeksikan Golledge et al. ( 2019 ), yang meningkat secara bertahap pasca tahun 2000 di bawah RCP8.5. Peningkatan sementara ini membedakan eksperimen ini dari eksperimen oleh Moorman et al. ( 2020 ) dan Dawson et al. ( 2025 ), yang menerapkan perubahan bertahap dalam pemaksaan air lelehan. Oleh karena itu, peningkatan pemaksaan air lelehan yang bertahap, meskipun linier, dalam studi ini berfungsi sebagai perkiraan yang lebih dekat dengan simulasi fluks air tawar masa depan dari Lapisan Es Antartika (Coulon et al., 2024 ).
3 Respon Spasial ASC
Pertama-tama kami menilai perubahan spasial dalam kekuatan ASC dan Arus Pantai Antartika (ACoC) di setiap percobaan; perubahan ini dirangkum dalam Gambar 1 dengan plot transportasi sepanjang lereng yang dirata-ratakan antara tahun 2040 dan 2050. Untuk medan sirkumpolar ini dan semua kuantitas sirkumpolar lainnya yang dianalisis dalam studi ini, kami mengecualikan wilayah dengan kolom air lebih dalam dari 2500 m dan hanya memilih wilayah yang berdekatan dengan landas kontinen. Gambar 1c dan 1d menunjukkan perubahan kecepatan sepanjang lereng karena gangguan yang berbeda. Anomali transportasi sepanjang lereng yang negatif menunjukkan arus barat yang menguat.
Perkiraan komponen air lelehan (yaitu, Angin + Termal + Air Lelehan)
Angin + Thermal run) di panel (d) menunjukkan bahwa air lelehan memberikan kontribusi terbesar pada perubahan ASC, sesuai dengan Beadling et al. ( 2022 ) dan Dawson et al. ( 2025 ). Paksaan air lelehan juga memiliki dampak terkuat pada lereng (alih-alih pada landas kontinen), seperti yang terlihat pada plot regional yang disajikan pada Gambar S1 di Informasi Pendukung S1 . Batas putus-putus antara ASC dan ACoC pada Gambar 1 terutama mengikuti isobath 600 m, di mana kami juga telah menghapus wilayah yang sesuai dengan ngarai landas kontinen. Pilihan awal isobath 600 m, sebelum menghapus efek ngarai, diinformasikan oleh plot Hovmöller dari kecepatan zonal pada Gambar S2 di Informasi Pendukung S1 . Efek air lelehan yang berbeda pada landas kontinen dan lereng memotivasi kami untuk membedakan wilayah lereng dan landas kontinen ini dalam analisis berikut, dengan fokus pada perubahan temporal di bawah berbagai pemaksaan iklim.
4 Respon Transien ASC
4.1 Respons ASC Non-Linear di Bawah Pengaruh Pemaksaan Air Lelehan
Untuk menilai dampak dari pemaksaan iklim transien masing-masing, Gambar 2a dan 2b menunjukkan rata-rata sirkumpolar dari rata-rata kedalaman sepanjang lereng di sekitar benua Antartika dari waktu ke waktu, dengan rata-rata bergulir 12 bulan yang diterapkan. Transportasi dipisahkan menjadi wilayah ‘landas’ (panel a) dan ‘lereng’ (panel b), mengikuti batas putus-putus yang ditunjukkan pada Gambar 1. Transportasi di setiap wilayah ‘landas’ dan ‘lereng’ dihitung dengan memilih, pada setiap kisi bujur, transportasi barat sepanjang lereng kumulatif maksimum untuk rentang isobath yang dipilih, kemudian mengambil rata-rata sirkumpolar. Kami menemukan bahwa eksperimen gangguan air lelehan (biru) sejauh ini memiliki pengaruh terbesar pada kecepatan sepanjang lereng, dengan
Peningkatan sebesar 71% selama durasi percobaan di lereng (panel b), namun peningkatannya relatif kecil
Peningkatan arus landas kontinen (ACoC) sebesar 36% (panel a) (Catatan: semua persentase dilaporkan hingga 2 angka signifikan.) Percobaan angin dan termal dalam warna merah menunjukkan perubahan yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan percobaan dengan air lelehan, yang justru menurun sebesar
2,8% pada lereng dan meningkat sebesar
6,2% di rak. Meskipun fluks air lelehan meningkat secara linear seiring waktu dalam percobaan gangguan air lelehan, arus lereng yang menguat dalam percobaan gangguan air lelehan menunjukkan peningkatan non-linear yang dramatis, dengan
Peningkatan sebesar 14% pada paruh pertama percobaan namun
Peningkatan 49% di paruh kedua. Akan tetapi, arus landas kontinen dalam eksperimen gangguan air lelehan tidak menunjukkan perilaku non-linier yang dramatis. Lebih jauh, dekomposisi energi kinetik pada daerah lereng dan landas kontinen dari aliran air lelehan menunjukkan bahwa komponen rata-rata, bukan komponen pusaran aliran, berkontribusi pada peningkatan non-linier dalam pengangkutan arus landas kontinen (Teks S1 dan Gambar S3 dalam Informasi Pendukung S1 ), yang menunjukkan bahwa terdapat dinamika yang berbeda secara mendasar yang mendominasi perubahan aliran rata-rata di lereng dan landas kontinen.
Pembahasan tentang variasi regional dalam perubahan ASC dan ACoC dari waktu ke waktu disertakan dalam Teks S2 dan Gambar S4 dalam Informasi Pendukung S1 , tetapi di semua wilayah, gangguan air lelehan mendominasi perubahan ASC dan ACoC di bawah pengaruh iklim. Mengingat bahwa peningkatan non-linier dalam transpor ASC cukup dominan untuk memengaruhi rata-rata sirkumpolar, dan bahwa komponen air lelehan dari eksperimen Angin + Termal + Air Lelehan mendorong transpor yang semakin cepat ini, hal ini memotivasi penyelidikan lebih lanjut terhadap eksperimen Angin + Termal + Air Lelehan untuk memahami peran perubahan sifat hidrografi dalam mendorong peningkatan transpor ASC ini.
4.2 Sifat Termal dan Garam dalam ACoC dan ASC
Bahasa Indonesia: Untuk menyelidiki perubahan sifat hidrografi di ASC dan ACoC, selanjutnya kami mempertimbangkan suhu dan salinitas rata-rata sirkumpolar di tepi lepas pantai dan tepi darat masing-masing arus. Kontur yang mengikuti tepi landas kontinen selatan dan isobath 2500 m pada Gambar 1 masing-masing adalah tepi darat ACoC dan tepi lepas pantai ASC, dan isobath 600 m yang memisahkan ASC dan ACoC (garis putus-putus pada Gambar 1 ) dianggap sebagai tepi lepas pantai ACoC dan tepi darat ASC. Kami menghitung rata-rata sel grid dalam jarak 30 km secara lateral dari setiap kontur untuk menghitung rata-rata sirkumpolar. Suhu dan salinitas rata-rata volume di tepi ACoC darat (coklat), batas antara ACoC dan ASC (biru tua) dan tepi lepas pantai ASC (oranye) ditunjukkan pada Gambar 2c–2f , perbedaan dilambangkan dengan arsiran antara kedua garis.
Analisis yang dihasilkan mengungkap bahwa pemanasan terjadi di semua wilayah yang dianalisis dari ACoC dan ASC (Gambar 2c dan 2d ). Moorman et al. ( 2023 ) sebelumnya menunjukkan pemanasan sementara diikuti oleh pendinginan jangka panjang di atas landas kontinen, dan pemanasan jangka panjang di lereng di bawah gangguan air lelehan yang tiba-tiba. Oleh karena itu, gangguan air lelehan yang meningkat dalam eksperimen studi ini konsisten dengan pemanasan landas kontinen sementara awal dan pemanasan jangka panjang di lereng. Untuk salinitas, ASC mengalami peningkatan yang lebih cepat dalam perbedaan salinitas di seluruh arus dibandingkan dengan ACoC (Gambar 2e dan 2f , lebar bayangan ungu meningkat seiring waktu). Kedua arus mengalami penyegaran yang lebih cepat di daratan, karena pemaksaan air lelehan meningkat seiring waktu. Namun, wilayah lepas pantai ASC awalnya menjadi segar, tetapi salinitas rata-ratanya kemudian menjadi stabil seiring waktu dan sedikit pulih setelah tahun 2040, memperkuat peningkatan non-linier dalam gradien salinitas. Salinifikasi ini didorong oleh CDW lepas pantai yang merambah ke arah kutub di lereng benua, seperti yang didokumentasikan dalam Li et al. ( 2023 ), karena naiknya/turunnya isopiknal yang menyebarkan CDW ke arah kutub dan ke bawah, yang memungkinkan terjadinya pendataran salinitas di lepas pantai ASC pada waktunya. Kuantitas rata-rata sirkumpolar ini menunjukkan bahwa perbedaan suhu dan salinitas dapat menyebabkan peningkatan kekuatan ASC secara non-linier.
4.3 Keseimbangan Angin Termal
Dengan menggunakan nilai suhu dan salinitas lepas pantai/darat untuk ASC dan ACoC, kita dapat menggunakan neraca angin termal untuk memperkirakan transportasi geostropik teoritis ke arah barat, untuk menentukan apakah perubahan sifat hidrografi secara langsung mengendalikan peningkatan non-linier dalam kekuatan ASC, seperti yang diilhami oleh Sohail et al. ( 2025 ) dan Sohail dan Zika ( 2024 ). Dengan asumsi aliran geostropik, dasar datar, dan aliran seragam di seluruh domain saat ini, kita menggunakan neraca angin 
Perkiraan transportasi ACoC dan ASC ke arah barat akibat keseimbangan angin termal diplot dalam warna biru tua pada Gambar 2g dan 2h masing-masing. Transportasi geser ACoC akibat keseimbangan angin termal meningkat secara linear dari waktu ke waktu, tetapi transportasi geser ASC menunjukkan peningkatan non-linear. Komponen termal dan salin dari transportasi angin termal pada Persamaan 1 ditunjukkan dalam warna hijau dan ungu masing-masing, yang menunjukkan bahwa komponen salin berkontribusi pada peningkatan non-linier dalam kekuatan ASC yang terlihat setelah tahun 2040. Meskipun nilai transportasi yang tepat bervariasi tergantung pada parameter yang dipilih dan definisi wilayah ASC/ACoC di daratan dan lepas pantai, dalam deviasi 25% dari
Bahasa Indonesia:
Dan
, tren non-linier dalam komponen salinitas ASC tetap kuat. Karena pengangkutan sepanjang lereng ASC akibat aliran rata-rata Gambar 2a memiliki perilaku serupa di bawah gangguan air lelehan seperti pengangkutan yang diprediksi oleh komponen salinitas dari neraca angin termal (dan tidak ada hubungan seperti itu yang terlihat untuk komponen termal), gradien salinitas yang berkembang di ASC kemungkinan merupakan penggerak yang mengatur peningkatan percepatan ASC ini seiring waktu.
Kami mengevaluasi peran pergeseran CDW ke arah kutub dalam percepatan ASC di paruh kedua percobaan air lelehan dengan melihat rata-rata sirkumpolar kecepatan zonal, temperatur, dan penampang lintang salinitas di sekitar benua Antartika (Gambar 3 ). Penampang lintang tersebut dikelompokkan berdasarkan kedalaman kolom air di setiap sel grid, dan diskalakan dalam arah lintang berdasarkan luas sel grid di setiap tingkat kedalaman. Untuk menguatkan peningkatan non-linier dalam transpor ASC yang terlihat pada Gambar 2b dan 2h , kami membandingkan dekade tengah (2020-an) dan akhir (2040-an) percobaan dengan uji coba kontrol. Antara uji coba kontrol dan tahun-tahun terakhir percobaan air lelehan, kecepatan zonal di lereng meningkat secara dramatis, terutama saat membandingkan anomali dari paruh pertama (b) percobaan dengan paruh kedua (c). ASC yang menguat bertepatan dengan pemanasan yang lebih besar (Gambar 3e dan 3f ) dan salinitas (Gambar 3g dan 3h ) di lereng benua yang lebih rendah pada paruh kedua percobaan daripada yang pertama, karena pergeseran CDW ke arah kutub dan penghentian pembentukan air rak padat (DSW). Waktu penghentian pembentukan DSW cocok dengan pengurangan transportasi Air Dasar Antartika pada Gambar 3a dari Li et al. ( 2023 ), di mana dalam percobaan yang sama seperti dalam studi ini, transportasi Air Dasar Antartika menurun mulai tahun 2030 dan seterusnya. Seperti yang diuraikan Li et al. ( 2023 ), pengurangan pembentukan DSW, dan kontraksi massa air DSW membawa CDW lebih dekat ke landas kontinen, menghasilkan sinyal pemanasan yang kuat dan sedikit salinitas di kedalaman pada dekade terakhir percobaan. Efek salinitas di kedalaman karena CDW diperparah oleh penyegaran permukaan karena air lelehan, di mana ekspor DSW yang berkurang membatasi aliran lepas pantai, mengisolasi landas kontinen dari perairan lepas pantai, dan memungkinkan air lelehan terakumulasi di landas kontinen (Gambar 3h dan 3i ), yang selanjutnya memperkuat gradien salinitas melintasi lereng benua, mempercepat ASC melalui komponen salinitas dari neraca angin termal. Oleh karena itu, hidrografi di penampang rata-rata ini konsisten dengan peningkatan percepatan ASC menjelang pertengahan abad ke-21 (Gambar 3c ). Oleh karena itu, kami mengusulkan bahwa penghentian pembentukan DSW mulai tahun 2030 dan seterusnya, akumulasi air tawar di landas kontinen, dan pergeseran CDW ke arah kutub mendorong percepatan ASC yang tidak linier, bahkan di bawah peningkatan linier dalam pemaksaan air lelehan.
5 Kesimpulan
Studi ini menemukan bahwa ASC dan ACoC paling dipengaruhi oleh pemaksaan air lelehan dalam eksperimen perubahan iklim, konsisten dengan studi sebelumnya (Beadling et al., 2022 ; Dawson et al., 2025 ). Kami menemukan bahwa di bawah gangguan air lelehan sementara yang meningkat secara linear di sekitar batas Antartika, yang meniru peningkatan pencairan di bawah skenario RCP8.5, ASC berakselerasi lebih cepat menjelang pertengahan Abad ke-21 (lihat skema pada Gambar 4 ). Awalnya, masukan air lelehan di sekitar benua Antartika secara bertahap menyegarkan landas kontinen dan lereng, meningkatkan gradien salinitas di seluruh ASC dan ACoC, karena wilayah daratan disegarkan lebih cepat daripada wilayah lepas pantai. Penyegaran landas kontinen mengurangi pembentukan DSW, mengurangi ekspor DSW mulai tahun 2030 dan seterusnya, seperti yang diukur oleh Li et al. ( 2023 ). Dengan demikian, umpan balik positif terbentuk, di mana penyegaran landas kontinen tidak hanya mengurangi pembentukan dan ekspor DSW, tetapi ekspor DSW yang berkurang juga menghilangkan jalur air untuk keluar dari landas kontinen. Hal ini mengisolasi landas kontinen dari wilayah lepas pantai, yang memungkinkan air lelehan terakumulasi di landas kontinen dan selanjutnya menyegarkan wilayah daratan, sehingga mempertajam gradien densitas di seluruh ASC. Mulai tahun 2040 dan seterusnya, pergeseran CDW hangat ke arah kutub terus mempertajam gradien salinitas di lereng benua, yang selanjutnya memperkuat ASC melalui keseimbangan angin termal. Karena ACoC tidak mengalami pergeseran CDW ke arah kutub, penguatannya terbatas dibandingkan dengan ASC. Hasil ini menunjukkan bahwa ASC akan lebih kuat mengisolasi landas kontinen dari Samudra Selatan yang lebih luas, karena rata-rata, ASC menjadi lebih kuat dan pembentukan DSW berkurang di sekitar benua. Perbedaan regional berarti bahwa proses yang tepat dalam skema Gambar 4 tidak akan ditampilkan di mana-mana di sekitar Antartika. Namun, proses tata kelola utama: bahwa pembentukan DSW yang berkurang mengarah ke landas kontinen yang lebih segar dan lereng kontinen bawah yang lebih asin, yang mengarah ke percepatan ASC non-linier, masih konsisten dengan tren regional (Gambar S4 dalam Informasi Pendukung S1 ). Oleh karena itu, wilayah pembentukan air landas padat di lautan marjinal Antartika mengalami perubahan rezim dari “rezim padat” pembentuk DSW ke ASC yang diintensifkan permukaan dalam “rezim landas segar”, seperti yang didefinisikan oleh Thompson et al. ( 2018 ) dan Huneke et al. ( 2022 ), dengan kemungkinan implikasi untuk akses air hangat ke landas kontinen dan umpan balik pada pencairan lapisan es.
Ada beberapa keterbatasan pada studi ini dan mengatasinya akan menjadi pekerjaan masa depan yang berharga. Menggunakan model iklim berpasangan alih-alih model samudra saja akan menangkap umpan balik antara samudra dan atmosfer yang dikecualikan dari studi saat ini. Namun, Li et al. ( 2023 ) membandingkan eksperimen studi ini dengan air lelehan dengan eksperimen berpasangan serupa (Purich & England, 2023 ), menemukan bahwa air lelehan memiliki dampak terbatas pada sirkulasi atmosfer di lintang menengah hingga tinggi. Dengan demikian, studi model berpasangan terutama akan menyelidiki dampak orde kedua air lelehan pada sistem ASC. Meskipun resolusi horizontal 0,1° yang digunakan dalam simulasi memungkinkan eddy, itu tidak sepenuhnya menyelesaikan eddy di lintang tinggi dan model kami juga tidak mencakup efek pasang surut, yang keduanya memainkan peran penting dalam dinamika ASC dan intrusi kutub CDW (misalnya, AL Stewart et al., 2018 ; Si et al., 2022 ). Secara khusus, Si et al. ( 2023 ) menunjukkan dalam model penyelesaian pusaran dan pasang surut bahwa penyegaran paparan Antartika dan pengerasan bagian depan lereng dapat menyebabkan ketidakstabilan baroklinik, yang memungkinkan CDW hangat untuk diangkut ke arah kutub. Lebih jauh, perubahan rezim ASC di bawah masukan air lelehan berarti bahwa efek tambahan yang mungkin ada dalam rezim paparan segar sekarang dapat berlaku di wilayah rezim paparan padat sebelumnya, misalnya, variabilitas intrinsik intrusi CDW dan ASC (Ong et al., 2024 ). Mempertimbangkan bahwa pergeseran CDW ke arah kutub mendorong percepatan ASC lebih lanjut, bahwa penelitian ini tidak sepenuhnya menyelesaikan pusaran, dan bahwa proses pusaran dan pasang surut tidak terwakili dalam percobaan ini, dampak dari ASC yang dipercepat secara non-linier ini pada transportasi panas lintas lereng masih belum jelas. Oleh karena itu, menetapkan apakah ASC yang dipercepat menghalangi atau memungkinkan akses CDW ke paparan di bawah rezim ASC yang berubah ini merupakan area penting dari pekerjaan masa depan.
Proyeksi percepatan ASC yang meningkat memiliki implikasi pada perubahan masa depan di sekitar batas Antartika. Memahami interaksi antara tenggelamnya dan pergeseran CDW ke arah kutub dan percepatan ASC masih menjadi area penelitian yang terbuka. Sementara ASC yang diperkuat dapat bertindak sebagai penghalang untuk menjauhkan CDW dari landas kontinen, setiap kerentanan dalam sistem frontal ini dapat mengekspos landas Antartika terhadap intrusi CDW hangat dalam jumlah yang lebih besar. Oleh karena itu, menyelidiki respons sementara di sekitar batas Antartika dan memahami stabilitas ASC menjadi sangat penting di dunia yang memanas.
