2011年,NASA在执行ICESCAPE任务时拍摄到了北极海冰的照片,ICESCAPE的意思是“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。 大部分研究是在2010年和2011年夏天在波弗特海和楚科奇海进行。
来源:NASA/Kathryn Hansen

NASA的一项新研究显示,由于海迅速融化,北极的主要洋流更快,更湍急。洋流是脆弱的北极环境的一部分,现在已经被淡淹没,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被称为波弗特环流的环流是如何不稳定地平衡大量涌入的冷水和淡水的——这种变化可能会改变大西洋的洋流,并使西欧的气候变冷。

波弗特环流通过在海洋表面附近储存淡水来保持极地环境的平衡。风以顺时针方向绕着加拿大和阿拉斯加北部的北冰洋西部旋转,自然地从冰川融水、河流径流和降水中收集淡水。这种淡水在北极很重要,部分原因是它漂浮在温暖的咸水之上,有助于保护海冰免于融化,进而有助于调节地球的气候。在几十年的时间里,环流缓慢地将这些淡水释放到大西洋中,让大西洋洋流将其少量带走。

但自1990年代以来,该环流已积累了大量淡水-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》杂志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减少。几十年来,北极夏季海冰覆盖面积的减少使得波弗特环流更容易受到风的影响,风使环流旋转得更快,并将淡水截留在洋流中。

20多年来,持续的也在一个方向上拖曳着环流,增加了顺时针环流的速度和大小,并阻止了淡水离开北冰洋。这种持续数十年的西风对该地区来说是不同寻常的,在此之前,风向每5到7年就会改变一次。

科学家们一直在关注波弗特环流,以防风向再次改变。风向一旦改变,风向就会逆转环流,使环流逆时针方向流动,同时释放积聚的水。

“如果波弗特环流将过量的淡水排放到大西洋中,可能会减缓其循环。这将对西半球的气候产生影响,特别是在西欧。”这项研究的主要作者、美国宇航局喷气推进实验室的极地科学家汤姆·阿米蒂奇说。

从北冰洋释放到北大西洋的淡水会改变地表水的密度。正常情况下,来自北极的水会把热量和水分流失到大气中,然后沉入海底,把来自北大西洋的水像传送带一样输送到热带地区。

这一重要的洋流被称为大西洋经向翻转环流,它将热量从热带温暖的海水输送到欧洲和北美等北纬地区,从而帮助调节地球的气候。如果其放慢速度,可能会对海洋生物和依赖它的群落产生负面影响。

“我们预计墨西哥湾暖流不会停止,但会受到影响。这就是为什么我们如此密切地监测波弗特环流的原因。”论文的合著者、马里兰州格林贝尔特NASA戈达德太空飞行中心的极地科学家阿莱克佩蒂说。

研究还发现,尽管波弗特环流由于风增加的能量而失去平衡,但水流通过形成小的、圆形的水漩涡排出了多余的能量。尽管湍流的增加有助于保持系统的平衡,但它有可能导致更多的冰融化,因为它将冷的淡水层与下面相对温暖的盐水层混合。融化的冰进而会改变海洋中的营养物质和有机物质的混合方式,对北极的食物链和野生动物产生重大影响。结果显示,在气候变化的影响下,随着海冰的消退,风和海洋之间出现了微妙的平衡。

佩蒂说:“这项研究表明,海冰的消失对我们的气候系统产生了非常重要的影响,而我们只是刚刚发现这一点。”

来源:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/arctic-ice-melt-is-changing-ocean-currents

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