A legutóbbi éghajlatváltozás egyik legdrámaibb vonása a nyári sarki tengeri jég. A nyári jégveszteség hatása az északi társadalomra Sarki ökoszisztémákés az éghajlat egyaránt helyileg és tovább mezőn, már érezhető.

Kevésbé ismertek a téli tengeri jég drámai változásai olyan régiókban, mint például a grönlandi és az izlandi tenger, ahol az elmúlt 30 évben a csökkenés páratlan 1900 óta, amikor a régió jégfelvétele megkezdődött.

Egy tanulmány Nature Climate Change, megmutatjuk, hogy a tengeri jégveszteség ezen a szubpoláris régióban sűrű víztermelést érinti, amely a Atlanti-óceán meridiális felborulása (AMOC). Az AMOC egy óceánkeringés, amely meleg vizet szállít a trópusoktól észak felé az Atlanti-óceán felső rétegeiben, visszatérő hidegvíz áramlással dél felé a mélységben. Mint ilyen, ezek a változások hatása hűvösebb éghajlatot jelenthet Nyugat-Európában.

A téli tengeri jég elvesztése

Az AMOC sűrű vízének nagy része a grönlandi és az izlandi tengerben termelődik, mivel a hő és a nedvesség az óceánról a légkörbe jut. A hőátadás ezekben a régiókban a felszíni vizeket hidegebbé, sósabbá és sűrűbbé teszi, ami a konvektív felborulás a vízoszlop. Arra is szolgál, hogy melegítse a légkört a világ ezen részén, gyakran jellegzetes felhőképződéseket eredményezve a régió műholdas képein.

Az, hogy mekkora hőátadás vagy légköri erőkifejtés történik, a levegő-tenger hőmérsékleti különbség nagyságától és a felszíni szélsebességtől függ. Ennek eredményeként ez a legnagyobb a tengerjég széle közelében, ahol a hideg és a száraz sarki levegő először érintkezik a meleg felszíni vizekkel.

Az R / V Knorr viharos körülmények között Izland közelében, ahol a hő és a nedvesség nagy mértékben átjutott az óceánból a légkörbe. Kjetil Våge

Tengeri jég visszavonulás és az óceán konvekciója

Tanulmányunkban kimutattuk, hogy a téli tengeri jég visszavonulása az óceáni konvekció intenzitásának nagymértékű csökkenéséhez vezetett a grönlandi és az izlandi tengerekben. Ezek a változások lehetővé teszik, hogy ezeken a régiókban kevesebb hő kerüljön át az óceánból a légkörbe, ami gyengébb AMOC-ot eredményez, ami viszont azt jelenti, hogy kevesebb szubtrópusi víz vezet észak felé, és végül Európa esetleges lehűlése lehetséges.

A nagy légköri erőn túlmenően az óceáni konvekció általában olyan régiókban fordul elő, ahol gyenge függőleges sűrűség kontraszt van, általában egy ciklikus gyür néven ismert zárt óceáni áramláson belül. Ez megkönnyíti a konvektív felborulást az óceán nagyobb mélységein. A közelmúltig a grönlandi és az izlandi tengerekben az óceáni konvekció előfeltételeként előkészített gérák a jégszél közelében helyezkedtek el, és ennek eredményeként a légköri erőkifejtés nagy volt, mélyen konvektív felborulást eredményezve.

A tengeri jég téli visszavonulása azonban elmozdította a legnagyobb légköri erőszakos régiókat ezektől. Más szavakkal, azok a régiók, ahol a legnagyobb erőkifejtés és a mély óceán konvekciójára leginkább hajlamos régiók, szétváltak. Az 1970-es évek óta ez körülbelül 20% -kal csökkentette az erõszakolás mértékét, vagy az óceánból a légkörbe történõ hõtranszfert az Izland és a Grönland-tenger felett.

Az R / V Knorr viharos körülmények között Izland közelében, ahol a hő és a nedvesség nagy mértékben átjutott az óceánból a légkörbe. Kjetil VågeHatás az óceánra és Európára

Vegyes rétegű óceánmodell segítségével megvizsgáltuk ennek a csökkentett légköri erőnek a hatását. A grönlandi tengeren megmutatjuk, hogy a kényszerítés csökkenése valószínűleg alapvető átmenetet eredményez az ottani óceáni konvekció jellegében. Valójában modell eredményeink azt sugallják, hogy a közepes mélységű konvekció állapotától olyan állapotba kell váltani, amelyben csak sekély konvekció lép fel.

Mivel a Grönland-tenger biztosítja a skandináv tengereket kitöltő közepes mélységű víz nagy részét, ez az átmenet megváltoztathatja ezen tengerek hőmérsékleti és sós tulajdonságait. Az Izlandi-tengeren bemutatjuk, hogy a légköri erő folyamatos csökkentése gyengítheti a helyi óceáni keringést, amelyről a közelmúltban bebizonyosodott, hogy a sűrű víz egyharmadát a az AMOC mély része.

Megfigyelések, meghatalmazottak és modellszimulációk arra utalnak, hogy a közelmúltban gyengült az AMOC, és a modellek azt jósolják, hogy ez a lassulás folytatódni fog. Az AMOC ilyen gyengülése drámai hatásokkal járna az Atlanti-óceán északi részén és Nyugat-Európában. Különösen csökkentené a felszínen Nyugat-Európa felé szállított melegvíz mennyiségét. Ez csökkentené azt a hőforrást, amely a régió éghajlatát jóindulatúnak tartja.

Annak ellenére, hogy komoly vita folyik az AMOC dinamikájáról, annak jelenlegi és várható csökkenésének egyik javasolt mechanizmusa a felszíni vizek frissítése - például a grönlandi jéglapból származó fokozott olvadékvíz miatt. Az alacsonyabb sótartalom csökkenti a felszíni víz sűrűségét, megnehezítve az óceáni konvekciót.

Ennek az édesvíz-kibocsátásnak a nagy részét alkalmas az Egyenlítő felé haladni az határáram-rendszer Grönland környéke. Ez korlátozza a közvetlen elterjedést a grönlandi és az izlandi tengerparton, ahol óceáni konvekció lép fel. Ezért további munkára van szükség annak meghatározására, hogy ez az édesvíz hogyan és hol - és milyen időtartamon belül - áthatolja az Atlanti-óceán északi részét.

Eredményeink azonban azt sugallják, hogy az AMOC lassulásának más lehetséges mechanizmusai is működhetnek, például a légköri erő csökkentésének, amely kiváltja a grönlandi és izlandi tenger konvektív megfordulását. Ez a folyamat az AMOC lelassulását is eredményezné, ismét csökkentve az Európában tapasztalható felmelegedést. Eredményeink megerősítik azt az elképzelést, hogy a meleg Európához hideg észak-atlanti térségre van szükség, amely lehetővé teszi a hő és a nedvesség nagy átvitelét az óceánról a légkörbe. Az Atlanti-óceán felmelegedése és a hozzá tartozó téli tengeri jég visszavonulása tehát Európa hűtését eredményezheti az AMOC lelassulása révén.

Továbbra is nyitott kérdés, hogy ezek a transzferek továbbra is csökkennek-e a jövőben, csakúgy, mint azok hatása az AMOC-ra és az európai éghajlatra.

A szerzőkről

Kent Moore a torontói egyetem fizikai professzora.
Ian Renfrew a Kelet-Anglia Egyetem meteorológiai professzora.
Kjetil Våge a fizikai óceánföldrajz kutatója a Bergeni Egyetemen.
Robert Pickart a Woods Hole Oceanográfiai Intézet fizikai óceánföldrajzának tudományos munkatársa.

Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.