แอตแลนติก: การค้นพบใหม่เกี่ยวกับการก่อตัวของ น้ำลึก และ กระแสน้ำ ในมหาสมุทร

February 14, 2019 การสังเกตการณ์ระยะยาวขัดแย้งกับมุมมองก่อนหน้านี้

จุดต่ำกว่าขั้วโลกเหนือของมหาสมุทรแอตแลนติกมีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนของมหาสมุทรทั่วโลก ด้วยการทำความเย็นใกล้พื้นผิว น้ำอุ่นจะถูกเปลี่ยนเป็น น้ำลึก ที่เย็นและหนัก ซึ่งไหลในแนวเส้นศูนย์สูตรในเชิงลึก จากข้อมูลแบบจำลอง ก่อนหน้านี้สันนิษฐานว่าส่วนสำคัญของ น้ำลึก ก่อตัวขึ้นในทะเลลาบราดอร์ การสังเกตการณ์ระยะยาวของกลุ่มความร่วมมือระหว่างประเทศโดยการมีส่วนร่วมของศูนย์วิจัยมหาสมุทรคีล GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel แสดงให้เห็นว่าส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดการหมุนเวียนพลิกกลับของเส้นเมอริเดียนนั้นเกิดขึ้นทางตะวันออกของมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ

กระแสน้ำ ในมหาสมุทรส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจาก ลมและความแตกต่างของความหนาแน่นของน้ำทะเล สำหรับ กระแสน้ำ ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ กระบวนการทั้งสองมีความสำคัญ น้ำอุ่นที่อุดมด้วยเกลือถูกลำเลียงไปทางเหนือผ่านกัลฟ์สตรีมและเชิงเขา น้ำถูกทำให้เย็นลง ส่งผลให้ความหนาแน่นของน้ำทะเลเพิ่มขึ้นจึงทำให้น้ำทะเลลดลง จากนั้น น้ำลึก ที่หนาแน่นจะไหลไปทางเส้นศูนย์สูตรอีกครั้ง ระบบการไหลนี้เรียกอีกอย่างว่าการหมุนเวียนพลิกคว่ำในมหาสมุทรแอตแลนติก (AMOC) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสภาพภูมิอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูหนาวที่ค่อนข้างอบอุ่นเล็กน้อยในยุโรปเหนือ ในบางภูมิภาค โดยเฉพาะทะเลลาบราดอร์ น้ำ ผิวน้ำ อาจจมลงสู่ทะเลน้ำลึก การจัดหาน้ำจืด เช่น การละลายของผืนดินอันเป็นผลมาจากภาวะโลกร้อน จะช่วยลดความหนาแน่นของน้ำ ผิวน้ำ การที่การก่อตัวของ น้ำลึก แห้งลงและการหมุนเวียนพลิกคว่ำตามเส้นลมปราณจะส่งผลโดยตรงต่อสภาพอากาศในยุโรป

"การไหลเวียนพลิกคว่ำในมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นกลไกที่ซับซ้อนซึ่งมีกระบวนการมากมาย การสังเกตโดยตรง ดังนั้นจึงมีน้อย และความสัมพันธ์มากมายจนถึงขณะนี้ได้มาจากการศึกษาแบบจำลองเท่านั้น" ดร. เมดอธิบาย Johannes Karstensen จาก GEOMAR หนึ่งในผู้ร่วมเขียนการศึกษาที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science นานาชาติ เพื่อยืนยันการค้นพบทางทฤษฎีเหล่านี้จากแบบจำลองที่มีการสังเกต การสำรวจที่สมบูรณ์ครั้งแรกของการโคจรคว่ำของมหาสมุทรแอตแลนติกได้เปิดตัวในปี 2014 โดยมีการมีส่วนร่วมของ 7 ประเทศภายใต้ชื่อ "OSNAP" (การพลิกคว่ำในโครงการ Subpolar North Atlantic) ระบบสังเกตการณ์ OSNAP แบ่งออกเป็นสองส่วน: ข้ามทะเลลาบราดอร์ จากแคนาดาไปยังปลายด้านใต้ของเกาะกรีนแลนด์ และไกลออกไปอีกที่ขั้วโลกเหนือทางตะวันออกของมหาสมุทรแอตแลนติกจากปลายด้านใต้ของเกาะกรีนแลนด์ไปจนถึงสกอตแลนด์ สถานีตรวจวัดถาวร (จุดยึด) จำนวนมากเป็นแกนหลักของระบบ ที่สถานี ข้อมูลการไหล ตลอดจนอุณหภูมิและความเค็มของน้ำจะถูกบันทึกอย่างต่อเนื่อง

"ในอนุกรมเวลา 21 เดือนของการหมุนเวียนที่พลิกคว่ำจากการวัด OSNAP เราเห็นความแปรปรวนสูงอย่างน่าประหลาดใจ อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจที่สุดในขณะนี้ก็คือ ทะเลลาบราดอร์ ซึ่งเราถือว่าเป็นบริเวณที่มีการก่อตัวของ น้ำลึก ที่สำคัญที่สุดมาโดยตลอดนั้นมีส่วนช่วยเพียงประมาณร้อยละ 15 ของการไหลเวียนที่พลิกคว่ำของมหาสมุทรแอตแลนติกเท่านั้น เราต้องคิดหาวิธี ปรับแนวคิดเรื่องการก่อตัวของ น้ำลึก และการไหลเวียน สิ่งสำคัญคือต้องระบุกระบวนการที่รับผิดชอบต่อความผันผวนในอนุกรมเวลา OSNAP ได้ดียิ่งขึ้น" Dr. Karstensen กล่าว

"ตัวอย่างเช่น อาจเป็นไปได้ว่าช่วงการวัด OSNAP ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2016 ตรวจพบสภาวะเฉพาะของการไหลเวียนตามเส้นลมปราณเพียงสภาวะเดียวเท่านั้น คำถามที่สามารถกำหนดได้โดยการวัดชุดที่ยาวกว่าเท่านั้น" Dr. med อธิบาย คาร์สเตนเซ่น. ในฤดูร้อนปี 2018 ทีมงาน OSNAP จากยุโรป สหรัฐอเมริกา แคนาดา และจีน ได้เดินทางร่วมกับเรือวิจัยใน Subpolar North Atlantic อีกครั้ง ขณะนี้ข้อมูลอยู่ระหว่างการวิเคราะห์ และคาดว่าอนุกรมเวลา OSNAP ของการไหลเวียนในมหาสมุทรแอตแลนติกจะถูกขยายออกไปอีกสองปีในไม่ช้า "ภูมิภาคนี้เป็นหนึ่งในตัวแปรที่ละเอียดอ่อนที่สุดของระบบภูมิอากาศของเรา ในที่นี้ การเปลี่ยนแปลงที่ค่อนข้างเล็กและรวดเร็วสามารถกระตุ้นให้เกิด ผลกระทบ ระดับโลกและระยะยาวต่อสภาพภูมิอากาศ ดังนั้น ความเข้าใจอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับกระบวนการต่างๆ ในภูมิภาคนี้จึงเป็นเช่นนั้น สำคัญ" Karstensen อธิบาย

ข้อมูลที่รวบรวมโดยทีมงานระหว่างประเทศจะรวมอยู่ในรายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ซึ่งรายงานฉบับต่อไปจะจัดทำขึ้นในรายงานเพียงไม่กี่ฉบับ ปี และจะเป็นพื้นฐานสำหรับคำแนะนำในการดำเนินการเกี่ยวกับการปกป้องสภาพภูมิอากาศ