Når du kommer til bunden af ​​det arktiske havis fald:Profilering af smeltevandsfordelinger for at styrke havisens forudsigelser

Havisens niveauer i det arktiske hav er hurtigt faldende, takket være den globale opvarmning. For nu at forstå og forudsige isens vækst og henfald har forskere fra Japan og samarbejdslande gennemført en undersøgelse i Det Arktiske Ocean for at undersøge havvarmens indflydelse på havisen i is-havets grænselag. Deres resultater giver indsigt i mekanismerne bag tilbagegang i arktisk havis til at lave præcise forudsigelser i fremtiden vedrørende det globale klima.

Havisen (en betegnelse for is, der ikke er knyttet til kystlinjen) i det arktiske hav er i øjeblikket på et rekordlavt niveau på grund af global opvarmning. Forskere har tidligere forsøgt at studere isen i denne region; Men på grund af dens konstante skift af stærke overfladevinde og havstrømme er det vanskeligt at overvåge kontinuerligt.

Havisens vækst og henfald kan påvirkes af samspillet mellem den drivende is og det overfladenære havlag, hvor turbulente varme- og saltudsving styrer isdannelsen. Turbulens ved is-ocean grænselaget (IOBL), som er overgangszonen mellem havis og havvand, er også formet af indtrængen af ​​ferskvand fra smeltende havis og fysisk udelukkelse af saltlage under isdannelse. Mens en del forskning er blevet udført i mekanismerne for havisdannelse, er den kombinerede effekt af mekaniske og opdriftsdrevne kræfter på denne proces stadig dårligt forstået.

Nu har et fælles team af forskere fra University of Tokyo, Hokkaido University og National Institute of Polar Research brugt data indsamlet under den internationale skibsbaserede MOSAiC observationsekspedition til at undersøge den arktiske IOBL, da den gik fra smeltning til genfrysning i realtid. Holdet blev ledet af Dr. Yusuke Kawaguchi fra The Atmospheric and Ocean Research Institute ved University of Tokyo og inkluderede Dr. Daiki Nomura fra Hokkaido University og Dr. Jun Inoue fra National Institute of Polar Research.

"På grund af de komplekse mønstre for varme- og energioverførsel er fysikken i de kolde oceaner kompliceret. Vores mål var at kvantificere havisens termodynamiske vækst og henfald, samtidig med at vi inkorporerede effekter af varme- og saltudveksling med vand nær overfladen pga. turbulente kræfter," siger Dr. Kawaguchi. Holdets resultater er blevet offentliggjort i Journal of Geophysical Research-Oceans . Dette papir blev gjort tilgængeligt online den 20. juli 2022 og blev offentliggjort i bind 127, udgave 8 af tidsskriftet den 19. august 2022.

Holdet kombinerede forskellige datasæt, herunder observationer af luft-, havis- og havegenskaber fra isflagen. Disse blev indsamlet under den sidste del af MOSAiC-undersøgelsen, som var et internationalt projekt, der blev gennemført for at studere klimaet, havets og havisens karakteristika i det arktiske hav.

Fra deres undersøgelse konkluderede holdet, at den nuværende arktiske havis var mere tilbøjelig til at smelte om sommeren og til at fryse om efteråret og den tidlige vinter end før. Når man undersøger de vigtigste resultater, taler Dr. Kawaguchi, hovedforfatteren, om egenskaberne ved havvand og havis, der driver dette fascinerende fænomen. "Vores første opdagelse var, at om sommeren forårsager stærke vinde blanding af vand, hvor isen og havet mødes. Vi var i stand til at vise, at øget varmeoverførsel sker lige under havisen," forklarer han.

Deres andet fund vedrører faldet i saltindholdet i havvandet, når det blandes med smeltevandet fra havisen. "Efterhånden som smeltevand samler sig under havisen, falder saltindholdet i havvandet, og derefter stiger frysetemperaturen. Dette afslutter smeltningen af ​​havisen på et tidligere tidspunkt, fordi vandet bliver lettere at fryse," siger Dr. Kawaguchi.

Holdet er begejstret over de implikationer, deres resultater har på området polar oceanografi, især i forbindelse med klimaændringer. Holdet er i øjeblikket ved at udvikle en enhed, der samtidig måler havis bevægelse og saltholdighed ved IOBL, med håbet om, at det vil fange flere data for at tegne et klarere billede af udsvingene i den arktiske havis.

"Udbredelsen af ​​den arktiske havis kan påvirke det regionale klima i fjerne steder, som Japan, via atmosfæriske forstyrrelser. Vi tror, ​​at undersøgelse af havisen vil give os mulighed for bedre at forudsige fremtidige ændringer i Jordens klima," siger Dr. Kawaguchi. + Udforsk yderligere

Forskning viser, at der er behov for at forbedre forudsigelsen af ​​arktiske smeltedamme