Atlanten: nya rön om djupvattenbildning och havsströmmar

February 14, 2019 Långtidsobservationer motsäger tidigare åsikter

Den subpolära Nordatlanten spelar en avgörande roll i den globala havscirkulationen. Genom ytnära kylning omvandlas varmt vatten till kallt och tungt djupvatten, som rinner ekvatorialt på djupet. Baserat på modelldata antogs tidigare att huvuddelen av djupvattnet bildas i Labradorhavet. Långtidsobservationer av ett internationellt konsortium med deltagande av GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel visar nu att det stora bidraget till den meridionala vältande cirkulationen sker i östra Nordatlanten

Havsströmmar orsakas främst av vind och skillnader i havsvattnets densitet. För strömmarna i Nordatlanten är båda processerna viktiga. Varmt, saltrikt vatten transporteras långt norrut via Golfströmmen och dess fot. Vattnet kyls, vilket leder till att havsvattnets densitet ökar och därför orsakar en minskning. Det täta djupvattnet rinner sedan åter mot ekvatorn. Detta flödessystem kallas också för Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). Det är av stor betydelse för klimatet, särskilt för de jämförelsevis milda vintrarna i norra Europa. I vissa regioner, särskilt Labradorhavet, kan ytvatten sjunka till djuphavet. Tillförseln av färskvatten, såsom smältning av landmesh till följd av den globala uppvärmningen, minskar ytvattnets täthet. En uttorkning av djupvattenbildningen och därmed den meridionala vältande cirkulationen skulle ha en direkt inverkan på klimatet i Europa.

"Den atlantiska meridionala vältande cirkulationen är en komplex mekanism med många processer. Direkta observationer är därför knappa, och många samband har hittills bara härletts från modellstudier," förklarar Dr. med. Johannes Karstensen från GEOMAR, en av medförfattarna till en studie som nu har publicerats i den internationella tidskriften Science. För att verifiera dessa teoretiska fynd från modeller med observationer, lanserades den första fullständiga undersökningen av den subpolära vältande cirkulationen i Atlanten 2014 med deltagande av sju länder under namnet "OSNAP" (omkullkastning i det subpolära nordatlantiska Kurs). OSNAP-observationssystemet är uppdelat i två sektioner: tvärs över Labradorhavet, från Kanada till Grönlands södra spets, och vidare den östra subpolära Nordatlanten, från Grönlands södra spets till Skottland. Ett stort antal permanenta mätstationer (förankringar) utgör ryggraden i systemet. På stationerna registreras kontinuerligt såväl flödesdata som temperaturer och salthalt i vattnet.

"I den 21 månader långa tidsserien av vältande cirkulation från OSNAP-mätningarna ser vi häpnadsväckande stor variation. Det mest överraskande resultatet för tillfället är dock att Labradorhavet, som vi alltid har ansett vara den viktigaste djupvattenbildningsregionen, bara bidrar med cirka 15 procent till den atlantiska meridionala vältningscirkulationen.Vi måste fundera på hur vi ska anpassa konceptet med djupvattenbildning och cirkulation. Det är viktigt att bättre identifiera de processer som är ansvariga för fluktuationerna i OSNAP-tidsserien," sa Dr. Karstensen.

"Till exempel , är det möjligt att OSNAP-mätperioden från 2014 till 2016 bara upptäckte ett specifikt tillstånd av meridional cirkulation. En fråga som bara kan avgöras genom längre serier av mätningar", förklarar Dr. med. Karstensen. Sommaren 2018 reste OSNAP-teamen från Europa, USA, Kanada och Kina återigen med forskningsfartygen i den subpolära nordatlanten. Data analyseras för närvarande och det förväntas att OSNAP-tidsserien för Atlantic Circulation Circulation inom kort kommer att förlängas med ytterligare två år. "Denna region är en av de mest känsliga parametrarna i vårt klimatsystem. Här kan relativt små och snabba förändringar utlösa globala och långsiktiga effekter på klimatet. Därför är en heltäckande förståelse av processerna i denna region så viktigt.", förklarade Karstensen.

Data som sammanställts av det internationella teamet ingår i rapporterna från Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), vars nästa rapport kommer att utarbetas om bara några få år och kommer att ligga till grund för rekommendationer om åtgärder för klimatskydd.