Varför sjunkande vinterhavsis nära Grönland stavar kallare klimat för Europa

Varför sjunkande vinterhavsis nära Grönland stavar kallare klimat för Europa

En av de mest dramatiska egenskaperna hos de senaste klimatförändringarna är minskningen av sommar arktisk havsis. Effekterna av denna sommar isförlust på norra samhället, på Arktiska ekosystem, och klimatet båda lokalt och vidare ett fält, känns redan.

Mindre välkända är de dramatiska förändringarna på vinterns is i områden som Grönland och Island, där minskningen under de senaste 30-åren är oöverträffad sedan 1900 när isförteckningar i regionen började.

I en studie som publiceras i Natur klimatförändringar, visar vi att förlusten av havsis i denna subpolära region påverkar produktionen av tätt vatten som utgör den djupaste delen av Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). AMOC är en oceancirkulation som bär varmt vatten från troperna norrut i de övre lagren av Atlanten med ett returflöde av kallt vatten söderut i djupet. Som sådan kan effekten av dessa förändringar innebära ett kallare klimat i Västeuropa.

Förlusten av Winter Sea Ice

Mycket av det täta vattnet i AMOC produceras i Grönland och Island, genom överföring av värme och fukt från havet till atmosfären. Värmeöverföringen gör ytvattnet i dessa områden kallare, saltare och tätare vilket resulterar i a konvektiv vändning av vattenkolonnen. Det tjänar också till att värma atmosfären i den här delen av världen, vilket ofta resulterar i tydliga molnformationer som ses i satellitbilder av regionen.

Hur mycket värmeöverföring eller atmosfärstvingning inträffar beror på storleken på luft-havstemperaturskillnaden och ytanvindhastigheten. Som ett resultat är det typiskt största nära havet iskanten där kall och torr polär luft först kommer i kontakt med det varma ytvattnet.

arktisk stormR / V Knorr i stormförhållanden nära Island där det var en stor överföring av värme och fukt från havet till atmosfären. Kjetil Våge

Sea Ice Retreat och Ocean Convection

I vår studie visar vi att reträtten av vinterhavsis har lett till en stor minskning av intensiteten av havkonvektion i Grönland och Island. Dessa förändringar ökar möjligheten att överföra mindre värme från havet till atmosfären i dessa regioner, vilket resulterar i en svagare AMOC, vilket i sin tur innebär att mindre subtropiskt vatten bringas norrut och i slutändan en eventuell kylning av Europa.


Få det senaste från InnerSelf


Förutom en stor atmosfärstvingning uppträder vanligt konvektion i regioner där det finns en svag vertikal densitetskontrast, vanligtvis inom en stängd oceanström som är känd som en cyklonisk gyre. Detta gör det lättare för konvektiva vändningar att sträcka sig till större djup i havet. Fram till nyligen befann sig gyran i de gröna och isländska haven som förbehandlades för havkonvektion nära iskanten och som ett resultat var atmosfärstvingningen stor, vilket resulterade i djup konvektiv vändning.

Men vinterns reträtt av havs is har nu förskjutit regionerna med störst atmosfärstvingning bort från dessa gyror. Med andra ord, de regioner där tvingningen är störst och de regioner som är mest mottagliga för djuphavs konvektion har flyttats ifrån varandra. Sedan 1970: erna har detta resulterat i en ungefärlig minskning av 20% i storleken på denna tvingning, eller värmeöverföring från havet till atmosfären, över Island och Grönlands havsrör.

iskoncentrationR / V Knorr i stormförhållanden nära Island där det var en stor överföring av värme och fukt från havet till atmosfären. Kjetil VågePåverkan på havet och Europa

Med hjälp av en olaglig havsmodell har vi undersökt effekten av denna reducerade atmosfärstvingning. I Grönlandshavet visar vi att minskningen av tvingning sannolikt kommer att resultera i en grundläggande övergång i naturen av oceanisk konvektion där. Faktum är att våra modellresultat föreslår en förändring från ett tillstånd av mellanliggande djupkonvektion till en där endast grunda konvektion uppträder.

Eftersom grönska havet ger mycket av mittdjupet som fyller Nordsjön, har denna övergång potential att ändra temperaturen och salthalten hos dessa hav. I Islandshavet visar vi att en fortsatt minskning av atmosfärstvätten har potential att försvaga den lokala oceancirkulationen som nyligen visat sig ge en tredjedel av det täta vattnet till djup del av AMOC.

Observationer, proxier och modell simuleringar föreslår att en försvagning av AMOC nyligen har inträffat, och modellerna förutsäger att denna avmattning fortsätter. En sådan försvagning av AMOC skulle få dramatiska konsekvenser för klimatet i Nordatlanten och Västeuropa. I synnerhet skulle det minska volymen av varmt vatten som transporteras vid ytan mot Västeuropa. Detta skulle minska värmekällan som håller regionens klimat godartat.

Även om det finns en stor debatt om AMOC: s dynamik, är en föreslagen mekanism för dess nuvarande och förutsagda nedgång en förhöjning av ytvatten - till exempel på grund av förbättrat smältvatten från Grönlands isblad. En lägre salthalt reducerar ytvattnets densitet, vilket gör det svårare för havs konvektion att uppstå.

Många av denna sötvattensutsläpp kan emellertid exporteras till ekvatorn via gränssystem omgivande grönland. Detta begränsar den direkta spridningen i gyran i Grönland och Island, där oceanisk konvektion uppstår. Därför krävs ytterligare arbete för att bestämma hur och var - och på vilka tidsskrifter - detta sötvatten genomtränger Nordatlanten.

Våra resultat tyder dock på att andra möjliga mekanismer för avmattning i AMOC kan vara på jobbet, till exempel en minskning av atmosfärstvättens storlek som utlöser den konvektiva vridningen i Grönland och Island. Denna process skulle också leda till en avmattning av AMOC, vilket igen minskar värmen som Europa upplever. Våra resultat förstärker tanken att ett varmt Europa kräver en kall nordlig del av Atlanten, vilket möjliggör stora överföringar av värme och fukt från havet till atmosfären. En uppvärmning av Nordatlanten med tillhörande tillbakadragande av vinterhavsis kan därför leda till en nedkylning av Europa genom en avmattning av AMOC.

Om dessa överföringar fortsätter att minska i framtiden är det fortfarande en öppen fråga, liksom deras inverkan på AMOC och det europeiska klimatet.

Om FörfattarnaAvlyssningen

Kent Moore är professor i fysik vid University of Toronto.
Ian Renfrew är professor i meteorologi vid University of East Anglia.
Kjetil Våge är forskare i fysisk oceanografi vid universitetet i Bergen.
Robert Pickart är seniorforskare i fysisk oceanografi vid Woods Hole Oceanographic Institution.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}