Atlantyk: nowe odkrycia dotyczące formowania się głębokich wód i prądów oceanicznych

February 14, 2019 Długoterminowe obserwacje zaprzeczają wcześniejszym poglądom

Podbiegunowy Północny Atlantyk odgrywa kluczową rolę w globalnej cyrkulacji oceanicznej. Poprzez chłodzenie przypowierzchniowe, ciepła woda jest przekształcana w zimną i ciężką wodę głębinową, która płynie równikowo w głąb. Opierając się na danych modelowych, wcześniej zakładano, że większa część głębokiej wody powstaje w Morzu Labradorskim. Długoterminowe obserwacje międzynarodowego konsorcjum z udziałem GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel pokazują obecnie, że główny wkład w cyrkulację południkową ma miejsce na wschodnim Północnym Atlantyku

Prądy oceaniczne są głównie spowodowane wiatrem i różnicami w gęstości wody morskiej. W przypadku prądów na północnym Atlantyku oba procesy są ważne. Ciepła, bogata w sól woda jest transportowana daleko na północ przez Prąd Zatokowy i jego podnóża. Woda jest schładzana, co prowadzi do wzrostu gęstości wody morskiej, a tym samym powoduje jej spadek. Gęsta, głęboka woda płynie następnie ponownie w kierunku równika. Ten system przepływu jest również określany jako atlantycka cyrkulacja południkowa (AMOC). Ma on ogromne znaczenie dla klimatu, zwłaszcza dla stosunkowo łagodnych zim w Europie Północnej. W niektórych regionach, zwłaszcza na Morzu Labrador, wody powierzchniowe mogą opadać do głębin morskich. Dostarczanie słodkiej wody, takie jak topnienie lądolodów w wyniku globalnego ocieplenia, zmniejsza gęstość wód powierzchniowych. Wysychanie formacji głębinowej, a tym samym cyrkulacji południkowej, miałoby bezpośredni wpływ na klimat w Europie.

"Krążenie południkowe Atlantyku jest złożonym mechanizmem z wieloma procesami. Bezpośrednie obserwacje są zatem rzadkie, a wiele zależności zostało do tej pory wyprowadzonych jedynie z badań modelowych", wyjaśnia dr med. Johannes Karstensen z GEOMAR, jeden ze współautorów badania, które zostało opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie Science. Aby zweryfikować te teoretyczne ustalenia z modeli z obserwacjami, w 2014 r. rozpoczęto pierwsze pełne badanie subpolarnej cyrkulacji wywracającej Atlantyku z udziałem siedmiu krajów pod nazwą "OSNAP" (Overturning in the Subpolar North Atlantic Program). System obserwacyjny OSNAP jest podzielony na dwie części: przez Morze Labrador, od Kanady do południowego krańca Grenlandii, i dalej na wschodni subpolarny północny Atlantyk, od południowego krańca Grenlandii do Szkocji. Szkielet systemu stanowi duża liczba stałych stacji pomiarowych (kotwicowisk). Na stacjach w sposób ciągły rejestrowane są dane dotyczące przepływu, a także temperatury i zasolenia wody.

"W 21-miesięcznych szeregach czasowych cyrkulacji wywracającej z pomiarów OSNAP widzimy zadziwiająco dużą zmienność. Najbardziej zaskakującym wynikiem w tej chwili jest jednak to, że Morze Labradorskie, które zawsze uważaliśmy za najważniejszy region tworzenia głębokich wód, przyczynia się tylko w około 15 procentach do atlantyckiej cyrkulacji południkowej. Musimy zastanowić się, jak dostosować koncepcję tworzenia i cyrkulacji wód głębinowych. Ważne jest, aby lepiej zidentyfikować procesy odpowiedzialne za wahania w szeregach czasowych OSNAP, " powiedział dr Karstensen.

"Na przykład, możliwe jest, że okres pomiarowy OSNAP od 2014 do 2016 roku wykrył tylko jeden konkretny stan cyrkulacji południkowej. Kwestia, która może być ustalona tylko przez dłuższe serie pomiarów", wyjaśnia dr med. Karstensen. Latem 2018 r. zespoły OSNAP z Europy, USA, Kanady i Chin ponownie podróżowały statkami badawczymi po Subpolarnym Północnym Atlantyku. Dane są obecnie analizowane i oczekuje się, że serie czasowe OSNAP dotyczące cyrkulacji atlantyckiej zostaną wkrótce przedłużone o kolejne dwa lata. "Region ten jest jednym z najbardziej wrażliwych parametrów naszego systemu klimatycznego. Tutaj stosunkowo niewielkie i szybkie zmiany mogą wywołać globalne i długoterminowe skutki dla klimatu. Dlatego tak ważne jest kompleksowe zrozumienie procesów zachodzących w tym regionie" - wyjaśnił Karstensen.

Dane opracowane przez międzynarodowy zespół są uwzględniane w raportach Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC), którego kolejny raport zostanie opracowany już za kilka lat i będzie stanowił podstawę zaleceń dotyczących działań na rzecz ochrony klimatu.


Do pobrania ze strony.