© The Irmingersee, taken here by the research vessel "MARIA S. MERIAN", is one of the few regions in the world where new deep water is formed due to deep convection © Arne Bendinger / GEOMAR
© Anchors, such as those deployed here by the research vessel "MARIA S. MERIAN" into the Labrador and Irminger Sea, are used for the long-term observation of ocean currents © Arne Bendinger / GEOMAR
© The oceanographer Dr. Marilene Oltmanns is the first author of the current study © Arne Bendinger / GEOMAR
Oceaancirculatie in de winter beïnvloed door warme zomers
March 22, 2018
Onderzoekers tonen de invloed van zoet water op de vorming van diep water
In de Noord-Atlantische Oceaan zakt koud water in de winter van het zeeoppervlak naar de diepte. Deze zogenaamde convectie is een van de belangrijkste processen in het systeem van wereldwijde oceaanstromingen. Met behulp van langetermijnwaarnemingen heeft een team van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel nu de invloed kunnen aantonen van zoet water dat zich in de zomer ophoopt aan het zeeoppervlak op de vorming van diep water in de winter.
Temperatuur en zoutgehalte van zeewater zijn cruciale factoren die het systeem van wereldwijde oceaanstromingen aansturen. Warm en zout water dat de hogere breedtegraden bereikt, koelt af aan het oppervlak, wordt zwaarder en zakt naar de diepte. Dit proces wordt convectie genoemd. In de diepte stroomt het water terug naar de evenaar en trekt nieuwe watermassa's aan. Diepe convectie komt slechts in een paar gebieden voor, waaronder de Irminger See ten oosten van Groenland en de Labrador See ten westen daarvan. Maar wat gebeurt er als er extra zoet water, bijvoorbeeld van smeltende gletsjers, in dit systeem terechtkomt? Modelberekeningen laten zien dat de lagere dichtheid van het oppervlaktewater zou kunnen leiden tot een verzwakking van het stromingssysteem, maar de huidige waarnemingsgegevens bevestigden dit tot nu toe niet.
Met behulp van langetermijnwaarnemingen hebben GEOMAR oceanografen nu voor het eerst een concrete invloed van zoet water op convectie aangetoond. Ze publiceren hun bevindingen in het internationale tijdschrift Nature Climate Change.
Het nieuwe onderzoek is gebaseerd op de analyse van gegevens afkomstig van verankerde observatieplatforms in de Labradorzee en de Irminger See en vrij zwevende boeien, zogeheten deep drifters. Daarnaast werden satellietwaarnemingen van het oceaanoppervlak en atmosferische gegevens meegenomen. "Voor verschillende perioden in de afgelopen 60 jaar hebben we belangrijke sleutelprocessen kunnen combineren: atmosferische fluctuaties, zoals de Noord-Atlantische Oscillatie, water- en luchttemperaturen, het verschijnen van zoetwaterlagen en de duur van convectie," legt Drs. Marilena Oltmanns van GEOMAR, eerste auteur van het onderzoek, uit.
De evaluatie toonde een duidelijke correlatie tussen atmosferische omstandigheden, zomertemperaturen in de Irminger Zee, de hoeveelheid zoet water daar en convectie in de daaropvolgende winter. "Wanneer in warme perioden warmere zomers met veel zoet water voorkwamen, verloor de oceaan de daaropvolgende winter minder warmte. Dit betekende dat de zoetwaterlaag die in de zomer werd gevormd langer stabiel bleef en de convectie daardoor later begon, "Dr. Oltmanns.
Typisch wordt het zoete water weggevoerd door de convectie in de diepte. Omdat de convectie in een paar jaar pas heel laat op gang kwam, bleef een groot deel van het zoete water in de buurt van het oppervlak en werd het in de daaropvolgende zomer aangevuld door binnenkomend zoet water. "Dit effect kan op de lange termijn bij elkaar optellen en een significante verzwakking van convectie veroorzaken - vooral nu de gemiddelde temperatuur wereldwijd stijgt," concludeert de oceanograaf.