Fortøjninger i det arktiske hav kaster lys over tab af havis om vinteren

Det østlige Arktiske Oceans vinteris voksede mindre end halvt så meget som normalt i løbet af det sidste årti, på grund af den voksende påvirkning af varme fra havets indre, forskere har fundet.

Fundet kom fra en international undersøgelse ledet af University of Alaska Fairbanks og det finske meteorologiske institut. Studiet, offentliggjort i Tidsskrift for Klima , brugte data indsamlet af havfortøjninger i det eurasiske bassin i det arktiske hav fra 2003-2018.

Fortøjningerne målte den varme, der blev frigivet fra havets indre til det øvre hav og havisen om vinteren. I 2016-2018, den estimerede varmeflux var omkring 10 watt pr. kvadratmeter, hvilket er nok til at forhindre 80-90 centimeter (næsten 3 fod) havisen i at dannes hvert år. Tidligere varmefluxmålinger var omkring halvdelen af ​​det.

"I fortiden, når man vejer atmosfærens og havets bidrag til smeltende havis i det eurasiske bassin, atmosfæren førte, sagde Igor Polyakov, en oceanograf ved UAF's International Arctic Research Center og FMI. "Nu for første gang, havet fører. Det er en stor forandring."

Typisk, over store dele af Arktis et tykt lag koldt friskere vand, kendt som en haloklin, isolerer varmen forbundet med det indtrængende atlantiske vand fra havoverfladen og fra havisen.

Denne nye undersøgelse viser, at en unormal tilstrømning af salt varmt vand fra Atlanterhavet svækker og fortynder haloklinen, tillader mere blanding. Ifølge den nye undersøgelse, varmt vand af atlantisk oprindelse bevæger sig nu meget tættere på overfladen.

"Den normale position for den øvre grænse af dette vand i denne region var omkring 150 meter. Nu er dette vand på 80 meter, " forklarede Polyakov.

En naturlig vinterproces øger denne blanding. Når havvand fryser, saltet fordrives fra isen og ud i vandet. Dette saltlageberigede vand er tungere og synker. I fravær af en stærk haloklin, det kolde salte vand blandes meget mere effektivt med det mere lavvandede, varmt atlantisk vand. Denne varme overføres derefter opad til bunden af ​​havisen, begrænse mængden af ​​is, der kan dannes om vinteren.

"Disse nye resultater viser den voksende og sprede indflydelse af varme i forbindelse med atlantisk vand, der kommer ind i det arktiske hav, " tilføjede Tom Rippeth, en samarbejdspartner fra Bangor University. "De foreslår også, at en ny feedback-mekanisme bidrager til at accelerere tab af havis."

Polyakov og hans team antager, at havets evne til at kontrollere vinterisvækst skaber feedback, der fremskynder det samlede tab af havis i Arktis. I denne feedback, både aftagende havis og den svækkede haloklinbarriere får havets indre til at frigive varme til overfladen, resulterer i yderligere tab af havis. Mekanismen forstærker den velkendte is-albedo-feedback - som opstår, når atmosfæren smelter havis, forårsager åbent vand, som igen absorberer mere varme, smelter mere havis.

Når disse to feedbackmekanismer kombineres, de fremskynder havisens tilbagegang. Havets varmefeedback begrænser havis vækst om vinteren, mens is-albedo-feedbacken lettere smelter den tyndere is om sommeren.

"Når de begynder at arbejde sammen, koblingen mellem atmosfæren, is og hav bliver meget stærkt, meget stærkere end før, " sagde Polyakov. "Sammen kan de opretholde en meget hurtig issmeltning i Arktis."

Polyakov og Rippeth samarbejdede på et sekund, tilknyttet undersøgelse, der viser, hvordan denne nye kobling mellem havet, is og atmosfære er ansvarlige for stærkere strømme i det østlige Arktiske Ocean.

Ifølge den forskning, mellem 2004-2018 blev strømmene i de øverste 164 fod af havet fordoblet i styrke. Tab af havis, at gøre overfladevand mere modtagelige for påvirkninger af vind, synes at være en af ​​de faktorer, der bidrager til stigningen.

Jo stærkere strømme skaber mere turbulens, hvilket øger mængden af ​​blanding, kendt som shear, der opstår mellem overfladevand og det dybere hav. Som beskrevet tidligere, havblanding bidrager til en tilbagekoblingsmekanisme, der yderligere accelererer havisens tilbagegang.

Accelererede strømme har praktiske konsekvenser i Arktis. Skibsførere har brug for nøjagtige kort over strømme til navigation. Da strømme flytter havis, olie- og gasudvindingsaktiviteter har også brug for information om strømme.

Denne anden undersøgelse blev beskrevet i en videnskabelig artikel offentliggjort i Geofysiske forskningsbreve .