Anthropogenic temperature and salinity changes in the Southern Ocean

• Published in: Journal of Climate
• Main Authors: Hobbs, William R., Roach, Christopher J., Roy, Tilla, Sallée, Jean-Baptiste, Bindoff, Nathaniel
• Other Authors: Institute for Marine and Antarctic Studies Horbat (IMAS), University of Tasmania Hobart, Australia (UTAS), Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer (VOG), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2021
• Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]; [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph]; Antarctic; Southern Ocean; Antarc*
• Online Access: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03195822; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03195822/document; https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03195822/file/%5B15200442%20-%20Journal%20of%20Climate%5D%20Anthropogenic%20Temperature%20and%20Salinity%20Changes%20in%20the%20Southern%20Ocean.pdf; https://doi.org/10.1175/jcli-d-20-0454.1

International audience In this study, we compare observed Southern Ocean temperature and salinity changes with the historical simulations from 13 models from phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5), using an optimal fingerprinting framework. We show that there is an unequivocal greenhouse gas–forced warming in the Southern Ocean. This warming is strongest in the Subantarctic Mode Waters but is also detectable in denser water masses, which has not been shown in previous studies. We also find greenhouse gas–forced salinity changes, most notably a freshening of Antarctic Intermediate Waters. Our analysis also shows that non–greenhouse gas anthropogenic forcings—anthropogenic aerosols and stratospheric ozone depletion—have played an important role in mitigating the Southern Ocean’s warming. However, the detectability of these responses using optimal fingerprinting is model dependent, and this result is therefore not as robust as for the greenhouse gas response.