Atlantische Oceaan: nieuwe bevindingen over de vorming van diep water en oceaanstromingen

February 14, 2019 Langetermijnwaarnemingen spreken eerdere opvattingen tegen

De subpolaire Noord-Atlantische Oceaan speelt een cruciale rol in de wereldwijde oceaancirculatie. Door afkoeling aan de oppervlakte wordt warm water omgezet in koud en zwaar diep water, dat equatoriaal in de diepte stroomt. Op basis van modelgegevens werd eerder aangenomen dat het grootste deel van het diepe water wordt gevormd in de Labradorzee. Langetermijnwaarnemingen van een internationaal consortium met medewerking van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel tonen nu aan dat de grootste bijdrage aan de meridionale omloop plaatsvindt in het oostelijk deel van de Noord-Atlantische Oceaan

Oceaanstromingen worden voornamelijk veroorzaakt door wind en verschillen in de dichtheid van zeewater. Voor de stromingen in de Noord-Atlantische Oceaan zijn beide processen belangrijk. Warm, zoutrijk water wordt ver naar het noorden getransporteerd via de Golfstroom en de uitlopers daarvan. Het water wordt afgekoeld, waardoor de dichtheid van het zeewater toeneemt en dus afneemt. Het dichte diepe water stroomt vervolgens weer richting de evenaar. Dit stromingssysteem wordt ook wel de Atlantische meridionale circulatie (AMOC) genoemd. Het is van groot belang voor het klimaat, vooral voor de relatief milde winters in Noord-Europa. In bepaalde regio's, vooral in de Labradorzee, kan het oppervlaktewater naar de diepzee zakken. De aanvoer van zoet water, zoals het smelten van landmassa's als gevolg van de opwarming van de aarde, vermindert de dichtheid van het oppervlaktewater. Een opdroging van de diepwatervorming en daarmee van de meridionale draaicirculatie zou een directe invloed hebben op het klimaat in Europa.

"De Atlantische meridionale draaicirculatie is een complex mechanisme met veel processen. Directe waarnemingen zijn daarom schaars en veel verbanden zijn tot nu toe alleen afgeleid uit modelstudies," legt dr. med. Johannes Karstensen van GEOMAR, een van de coauteurs van een onderzoek dat nu is gepubliceerd in het internationale tijdschrift Science. Om deze theoretische bevindingen uit modellen te verifiëren met waarnemingen, werd in 2014 het eerste volledige onderzoek van de subpolaire omloop van de Atlantische Oceaan gestart met de deelname van zeven landen onder de naam "OSNAP" (overturning in the Subpolar North Atlantic Program). Het OSNAP observatiesysteem is verdeeld in twee secties: over de Labradorzee, van Canada tot de zuidpunt van Groenland, en verder de oostelijke subpolaire Noord-Atlantische Oceaan, van de zuidpunt van Groenland tot Schotland. Een groot aantal permanente meetstations (ankerplaatsen) vormt de ruggengraat van het systeem. Op de stations worden de stromingsgegevens en de temperatuur en het zoutgehalte van het water continu geregistreerd.

"In de 21 maanden durende tijdreeks van de omkerende circulatie uit de OSNAP-metingen zien we een verbazingwekkend hoge variabiliteit. Het meest verrassende resultaat op dit moment is echter dat de Labradorzee, die we altijd hebben beschouwd als het belangrijkste diepwatervormingsgebied, slechts voor ongeveer 15 procent bijdraagt aan de Atlantische meridionale circulatie. We moeten nadenken over hoe we het concept van diepwatervorming en -circulatie kunnen aanpassen. Het is belangrijk om de processen die verantwoordelijk zijn voor de schommelingen in de OSNAP tijdreeksen beter te identificeren,". Dr. Karstensen zei.

"Het is bijvoorbeeld mogelijk dat de OSNAP-meetperiode van 2014 tot 2016 slechts één specifieke toestand van de meridionale circulatie heeft gedetecteerd. Een vraag die alleen kan worden vastgesteld door langere meetreeksen", legt dr. med. Karstensen. In de zomer van 2018 reisden de OSNAP-teams uit Europa, de VS, Canada en China opnieuw met de onderzoeksschepen in de Subpolaire Noord-Atlantische Oceaan. De gegevens worden momenteel geanalyseerd en de verwachting is dat de OSNAP-tijdreeks van de Atlantische circulatie binnenkort met nog eens twee jaar wordt verlengd. "Dit gebied is een van de meest gevoelige parameters van ons klimaatsysteem. Hier kunnen relatief kleine en snelle veranderingen wereldwijde en langdurige effecten op het klimaat veroorzaken. Daarom is een uitgebreid begrip van de processen in deze regio zo belangrijk." legde Karstensen uit.

De gegevens die door het internationale team zijn verzameld, worden opgenomen in de rapporten van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), waarvan het volgende rapport over slechts enkele jaren wordt opgesteld en de basis zal vormen voor aanbevelingen voor maatregelen ter bescherming van het klimaat.