Een van die mees dramatiese kenmerke van die afgelope klimaatsverandering is die agteruitgang van Somer Arktiese see ys. Die impak van hierdie somer ysverlies op die noordelike gemeenskap, op Arktiese ekosisteme, en die klimaat beide plaaslik en verder weg, word reeds gevoel.

Minder bekend is die dramatiese veranderinge in die winter see-ys in streke soos die Groenland en Ysland see, waar die vermindering van die afgelope 30 jaar is sonder weerga sedert 1900, wanneer die ys rekords in die streek begin.

In 'n studie gepubliseer in Nature Climate Change, wys ons dat die verlies van see-ys in hierdie subpolêre streek die produksie van digte water beïnvloed wat die diepste deel van die Atlantiese Meridionele Overturning Circulation (AMOC). Die AMOC is 'n oseaansirkulasie wat warm water uit die trope noordwaarts in die boonste lae van die Atlantiese Oseaan dra, met 'n terugvloei van koue water suidwaarts in diepte. As sodanig kan die effek van hierdie veranderinge 'n koeler klimaat in Wes-Europa beteken.

Die verlies van Winter Sea Ice

Baie van die digte water in die AMOC word in die Groenland en Yslandse see geproduseer deur die oordrag van hitte en vog van die oseaan na die atmosfeer. Die hitte-oordrag maak die oppervlakwater in hierdie streke kouer, souter en digter, wat lei tot a konvektiewe omtrek van die waterkolom. Dit dien ook om die atmosfeer warm in hierdie deel van die wêreld, wat dikwels lei tot kenmerkende wolk formasies gesien in satellietbeelde van die streek.

Hoeveel hitte-oordrag, of atmosferiese dwing, kom hang af van die grootte van die lug-see temperatuur verskil en die oppervlak windspoed. As gevolg hiervan, is dit tipies grootste naby die see-ys rand waar koue en droë polêre lug eerste in aanraking kom met die warm oppervlak water.

Die R / V Knorr in stormtoestande naby Ysland waar daar 'n groot oordrag van hitte en vog van die oseaan na die atmosfeer was. Kjetil Våge

See Ys Retreat En Oseaan Konveksie

In ons studie wys ons dat die terugtrekking van wintersee-ys gelei het tot 'n groot afname in die intensiteit van die oseaankonveksie in die Groenland en Ysland. Hierdie veranderinge verhoog die moontlikheid dat minder hitte van die oseaan na die atmosfeer in hierdie streke oorgedra word, wat lei tot 'n swakker AMOC, wat op sy beurt beteken dat minder subtropiese water noordwaarts gebring word, en uiteindelik 'n moontlike afkoeling van Europa.

In bykomend tot 'n groot atmosferiese dwing, oseaniese konveksie plaasvind tipies in gebiede waar daar 'n swak vertikale kontras digtheid, gewoonlik binne 'n geslote seestroom bekend as 'n sikloniese wervelwind. Dit maak dit makliker vir konvektiewe omslaan om uit te brei na 'n groter diepte aan die emmer. Tot onlangs was die Kolk in die Groenland en Ysland see wat preconditioned vir oseaniese konveksie naby die ys rand en, as gevolg daarvan, die atmosferiese dwing was groot, wat lei tot diep konvektiewe omslaan.

Die wintertoepassing van see-ys het egter die gebiede van die grootste atmosferiese dwing weg van hierdie gier verskuif. Met ander woorde, die gebiede waar die dwing die grootste is en die gebiede wat die meeste vatbaar is vir diepsee-konveksie, het uitmekaar getrek. Sedert die 1970'e het dit gelei tot 'n benaderde 20% vermindering in die omvang van hierdie dwinging, of hitte-oordrag van die oseaan na die atmosfeer, oor die Ysland en Groenland See-gyr.

Die R / V Knorr in stormtoestande naby Ysland waar daar 'n groot oordrag van hitte en vog van die oseaan na die atmosfeer was. Kjetil VågeImpak op die Oseaan en Europa

Met behulp van 'n gemengde-laag oseaan model, het ons die impak van hierdie verminder atmosferiese dwing ondersoek. In die Groenland See wys ons dat die afname in dwing waarskynlik sal lei tot 'n fundamentele oorgang in die aard van oseaniese konveksie daar. Inderdaad ons model resultate dui op 'n verandering van 'n toestand van intermediêre diepte konveksie een waarin net vlak konveksie plaasvind.

Soos die Groenland See bied baie van die middel-diepte water wat die Nordiese see vul, hierdie oorgang het die potensiaal om die temperatuur en soutgehalte eienskappe van hierdie see verander. In die Ysland See, demonstreer ons dat 'n voortgesette afname in atmosferiese dwing het die potensiaal om die plaaslike oseaniese sirkulasie wat onlangs het getoon dat 'n derde van die digte water aan die verswak diep deel van die AMOC.

Waarnemings, gevolmagtigdes en model simulasies stel voor dat 'n verswakking van die AMOC onlangs plaasgevind het, en modelle voorspel dat hierdie verlangsaming sal voortduur. So 'n verswakking van die AMOC sou dramatiese impak op die klimaat van die Noord-Atlantiese en Wes-Europa hê. In die besonder, sou dit verminder die volume warm water vervoer op die oppervlak na Wes-Europa. Dit sal die hittebron wat die streek se klimaat benigne verminder, verminder.

Alhoewel daar 'n aansienlike debat is oor die dinamika van die AMOC, is 'n voorgestelde meganisme vir sy huidige en voorspelde afname 'n verfrissing van die oppervlaktes - byvoorbeeld as gevolg van verhoogde smeltwater uit die Groenland-ijskas. 'N laer saliniteit verminder die oppervlakwater se digtheid, wat dit moeiliker maak vir oseaniese konveksie.

Baie van hierdie varswaterafvoer is egter geneig om na die ewenaar via die grensstroomstelsel omliggende Groenland. Dit beperk die direkte verspreiding in die kus in die Groenland en Yslandse See waar oseaanse konveksie plaasvind. Verdere werk is dus nodig om te bepaal hoe en waar - en op watter tye - hierdie varswater deur die Noord-Atlantiese Oseaan deurdring.

Ons resultate dui egter daarop dat ander moontlike meganismes vir 'n verlangsaming in die AMOC by die werk kan wees, soos 'n vermindering in die grootte van die atmosferiese dwing wat die konvektiewe omwenteling in die Groenland en Yslandse see tot gevolg het. Hierdie proses sal ook lei tot 'n verlangsaming van die AMOC, wat weer die verwarming wat Europa ondervind, verminder. Ons resultate versterk die idee dat 'n warm Europa 'n koue Noord-Atlantiese Oseaan benodig, wat groot oordragte van hitte en vog van die see tot die atmosfeer moontlik maak. 'N Opwarming van die Noord-Atlantiese Oseaan met die gepaardgaande toevlug van wintersee-ys het dus die potensiaal om 'n afkoeling van Europa te veroorsaak deur 'n verlangsaming van die AMOC.

Of hierdie oordragte steeds in die toekoms sal daal, is nog steeds 'n oop vraag, asook die impak daarvan op die AMOC en die Europese klimaat.

Oor die skrywers

Kent Moore is professor in fisika aan die Universiteit van Toronto.
Ian Renfrew is Professor van Meteorologie aan die Universiteit van Oos-Anglia.
Kjetil Våge is navorsingswetenskaplike in fisiese oceanografie aan die Universiteit van Bergen.
Robert Pickart is Senior Wetenskaplike in Fisiese Oceanografie by Woods Hole Oceanographic Institution.

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.