© 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
Hoàn lưu đại dương vào mùa đông chịu ảnh hưởng của mùa hè ấm áp
March 22, 2018
Các nhà nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của nước ngọt đến sự hình thành nước sâu
Ở Bắc Đại Tây Dương nước lạnh chìm vào mùa đông từ mặt biển xuống vực sâu. Cái gọi là đối lưu này là một trong những quá trình quan trọng trong hệ thống dòng hải lưu toàn cầu. Với sự hỗ trợ của các quan sát dài hạn, một nhóm từ Trung tâm Nghiên cứu Đại dương Kiel GEOMAR Helmholtz hiện đã có thể chứng minh ảnh hưởng của nước ngọt tích tụ trên mặt biển vào mùa hè đối với sự hình thành vùng nước sâu vào mùa đông.
Nhiệt độ và độ mặn của nước biển là những yếu tố quan trọng chi phối hệ thống dòng hải lưu toàn cầu. Nước nóng và mặn khi đạt tới vĩ độ trên, nguội đi trên bề mặt, trở nên nặng hơn và chìm xuống vực sâu. Quá trình này được gọi là đối lưu. Ở độ sâu, nước chảy ngược về phía xích đạo và hút những khối nước mới. Đối lưu sâu chỉ xảy ra ở một số vùng, bao gồm Irminger See ở phía đông Greenland và Labrador See ở phía tây Greenland. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu có thêm nước ngọt, chẳng hạn như từ các sông băng tan chảy, chảy vào hệ thống này? Các tính toán mô hình cho thấy mật độ nước bề mặt thấp hơn có thể dẫn đến sự suy yếu của hệ thống dòng chảy, nhưng dữ liệu quan sát hiện tại chưa xác nhận điều này.
Với sự trợ giúp của các quan sát dài hạn, các nhà hải dương học GEOMAR hiện đã có lần đầu tiên chứng minh được ảnh hưởng cụ thể của nước ngọt đến sự đối lưu. Họ công bố phát hiện của mình trên tạp chí quốc tế Nature Climate Change.
Nghiên cứu mới dựa trên phân tích dữ liệu thu được từ các bệ quan sát neo ở Biển Labrador và Irminger See cũng như các phao nổi tự do, được gọi là người trôi dạt sâu. Ngoài ra, các quan sát vệ tinh về bề mặt đại dương và dữ liệu khí quyển cũng được đưa vào. “Trong nhiều khoảng thời gian khác nhau trong 60 năm qua, chúng tôi đã có thể kết hợp các quá trình quan trọng: biến động khí quyển, chẳng hạn như Dao động Bắc Đại Tây Dương, nhiệt độ nước và không khí, sự xuất hiện của các lớp nước ngọt và thời gian đối lưu,” Tiến sĩ giải thích. Marilena Oltmanns từ GEOMAR, tác giả đầu tiên của nghiên cứu.
Đánh giá cho thấy mối tương quan rõ ràng giữa điều kiện khí quyển, nhiệt độ mùa hè ở Biển Irminger, lượng nước ngọt ở đó và sự đối lưu vào mùa đông năm sau. "Khi mùa hè ấm hơn với nhiều nước ngọt xảy ra trong thời kỳ ấm áp, đại dương mất ít nhiệt hơn vào mùa đông năm sau. Điều này có nghĩa là lớp nước ngọt hình thành vào mùa hè vẫn ổn định trong thời gian dài hơn và do đó quá trình đối lưu bắt đầu muộn hơn", tiến sĩ nói. Oltmanns.
Thông thường, nước ngọt được vận chuyển đi nhờ sự đối lưu ở độ sâu. Vì đối lưu chỉ bắt đầu rất muộn trong một vài năm nên một tỷ lệ lớn nước ngọt vẫn ở gần bề mặt và được bổ sung vào mùa hè năm sau bằng nước ngọt mới đến. Nhà hải dương học kết luận: “Hiệu ứng này có thể tăng lên về lâu dài, gây ra sự suy yếu đáng kể của đối lưu - đặc biệt là khi nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên”.