Cyrkulacja oceaniczna w zimie pod wpływem ciepłego lata

March 22, 2018 Badacze pokazują wpływ słodkiej wody na powstawanie wód głębinowych

Na Północnym Atlantyku zimna woda opada zimą z powierzchni morza w głębiny. Ta tak zwana konwekcja jest jednym z kluczowych procesów w systemie globalnych prądów oceanicznych. Dzięki długoterminowym obserwacjom zespół z GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel był w stanie wykazać wpływ słodkiej wody, która gromadzi się na powierzchni morza latem, na tworzenie się głębokich wód zimą.

Temperatura i zasolenie wody morskiej są kluczowymi czynnikami napędzającymi system globalnych prądów oceanicznych. Gorąca i słona woda, która dociera do wyższych szerokości geograficznych, ochładza się na powierzchni, staje się cięższa i opada w głębiny. Proces ten nazywany jest konwekcją. W głębinach woda płynie z powrotem w kierunku równika i przyciąga nowe masy wody. Głęboka konwekcja występuje tylko w kilku regionach, w tym w Irminger See na wschód od Grenlandii i Labrador See na zachód od niej. Ale co się stanie, jeśli do tego systemu dostanie się dodatkowa słodka woda, na przykład z topniejących lodowców? Obliczenia modelowe pokazują, że niższa gęstość wody powierzchniowej może prowadzić do osłabienia systemu przepływu, ale obecne dane obserwacyjne nie potwierdziły tego do tej pory.

Z pomocą długoterminowych obserwacji oceanografowie GEOMAR po raz pierwszy wykazali konkretny wpływ słodkiej wody na konwekcję. Swoje odkrycia opublikowali w międzynarodowym czasopiśmie Nature Climate Change.

Nowe badanie opiera się na analizie danych pochodzących z zakotwiczonych platform obserwacyjnych na Morzu Labradorskim i Irminger See oraz swobodnie pływających boi, tak zwanych głębokich dryfterów. Ponadto uwzględniono obserwacje satelitarne powierzchni oceanu i dane atmosferyczne. "W różnych okresach czasu w ciągu ostatnich 60 lat byliśmy w stanie połączyć ważne kluczowe procesy: wahania atmosferyczne, takie jak Oscylacja Północnoatlantycka, temperatury wody i powietrza, pojawienie się warstw słodkiej wody i czas trwania konwekcji" - wyjaśnia dr Marilena Oltmanns z GEOMAR, pierwsza autorka badania.

Ocena wykazała wyraźną korelację między warunkami atmosferycznymi, letnimi temperaturami na Morzu Irmingera, ilością słodkiej wody i konwekcją w następnej zimie. "Kiedy cieplejsze lata z dużą ilością słodkiej wody występowały w ciepłych okresach, ocean tracił mniej ciepła następnej zimy. Oznaczało to, że warstwa słodkiej wody utworzona latem pozostawała stabilna przez dłuższy czas, a zatem konwekcja rozpoczęła się później "- powiedział dr Oltmanns.

Zwykle słodka woda jest transportowana przez konwekcję w głębinach. Ponieważ konwekcja rozpoczęła się bardzo późno w ciągu kilku lat, duża część słodkiej wody pozostała blisko powierzchni i została uzupełniona następnego lata przez napływającą słodką wodę. "Efekt ten może się sumować w dłuższej perspektywie, powodując znaczne osłabienie konwekcji - zwłaszcza przy wzroście średnich globalnych temperatur" - podsumowuje oceanograf.