北极冰融化正在改变洋流

2020年2月8日,美国国家航空航天局 Rexana Vizza / Matthew Segal

北极冰融化正在改变洋流

北极海冰是在2011年NASA的ICESCAPE任务中拍摄的,即“气候对北极太平洋环境的生态系统和化学的影响”,这是一项船载研究,旨在研究北极变化的条件如何影响海洋的化学和生态系统。大部分研究于2010年夏季和2011年在Beaufort和Chukchi海进行。图片来源:NASA / Kathryn Hansen

NASA的一项新研究显示,由于海冰迅速融化,北极的主要洋流更快,更湍急。当前是北极微妙环境的一部分,现在这里充满了淡水,这是人为引起的气候变化的结果。


利用12年的卫星数据,科学家们测量了这种称为Beaufort Gyre的环形水流如何不稳定地平衡了前所未有数量的冷淡水的涌入,这种变化可能改变大西洋中的水流并冷却大西洋的气候。西欧。

Beaufort Gyre通过在海洋表面附近储存淡水来保持极地环境的平衡。风绕着北冰洋西部,加拿大北部和阿拉斯加沿顺时针方向旋转回旋,在那里自然地从冰川融化,河流径流和降水中收集淡水。这种淡水在北极地区很重要,部分原因是它漂浮在温暖的咸水上方,并有助于保护海冰免于融化,进而有助于调节地球的气候。然后,旋流在几十年的时间内将这些淡水缓慢释放到大西洋中,从而使大西洋中的水流将其少量带走。

但是自1990年代以来,该旋流已经积累了大量的淡水-1,920立方英里(8,000立方公里)-几乎是密歇根湖的两倍。发表在《自然通讯》上的这项新研究发现,淡水浓度增加的原因是夏季和秋季海冰的损失。北极夏季海冰覆盖层的这种长达数十年的下降使博福特涡流更多地暴露在风中,这使涡流旋转得更快,并在其流中捕获淡水。

持续的西风也将水流向一个方向拖拉了20多年,增加了顺时针水流的速度和大小,并防止淡水离开北冰洋。长达数十年的西方风在该地区是不寻常的,以前,该地区每五到七年会改变方向。

科学家一直在关注Beaufort涡流,以防风向再次改变方向。如果改变方向,风将逆流,逆时针拉动它,并立即释放积聚的水。


该书的主要作者汤姆•阿米蒂奇(Tom Armitage)表示:“如果博福特环流将过量的淡水排放到大西洋中,可能会减缓其循环。这将对半球范围的气候产生影响,特别是在西欧。”这项研究和极地科学家是美国加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的研究人员。

从北冰洋释放到北大西洋的淡水可以改变地表水的密度。通常,北极的水将热量和水分散失到大气中,并沉入海洋的底部,在那里,它像输送带一样将水从北大西洋带到热带。

这种重要的洋流被称为大西洋子午线翻转环流,它通过将热量从热带加热的水带到北纬(例如欧洲和北美)来帮助调节地球的气候。如果放慢速度,可能会对海洋生物和依赖海洋生物的社区造成负面影响。

“我们不希望关闭墨西哥湾流,但是我们确实希望受到影响。这就是为什么我们如此密切地监视博福特涡流的原因,”论文的合著者,美国宇航局戈达德极地科学家Alek Petty说。马里兰州格林贝尔特的太空飞行中心。

该研究还发现,尽管由于风的附加能量,博福特涡流失衡,但电流通过形成小的圆形水涡流而将多余的能量排出。虽然增加了动荡有助于保持平衡的系统,它有可能导致进一步的冰融化,因为它融合了相对温暖,盐冷,淡水层的潜在水下面。反过来,融化的冰可能导致海洋养分和有机物质混合的方式发生变化,从而严重影响北极的食物链和野生生物。结果表明,随着气候变化,海冰袋逐渐消退,风与海洋之间形成了微妙的平衡。

佩蒂说:“这项研究表明,海冰的流失对我们刚刚发现的气候系统具有非常重要的影响。”



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