Hvordan NASA opdagede El Niño, der ændrede saltheden i kystvande

Nye fund har afsløret et kystområde, der er meget følsomt over for ændringer i afstrømning og nedbør på land.

Efter at have hjulpet med at få rekordvarme i 2023 og gennemblødt store dele af USA denne vinter, er den nuværende El Niño ved at miste dampen dette forår. Forskere har observeret en anden måde, hvorpå klimafænomenet kan sætte sit præg på planeten:at ændre kemien i kystvande.

Et hold ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien brugte satellitobservationer til at spore indholdet af opløst salt, eller saltholdigheden, i den globale havoverflade i et årti, fra 2011 til 2022. Ved havoverfladen kan saltholdighedsmønstre fortælle os meget om hvordan ferskvand falder, flyder og fordamper mellem jorden, havet og atmosfæren - en proces kendt som vandets kredsløb.

JPL-teamet viste, at år-til-år variationer i saltholdighed nær kystlinjer er stærkt korreleret med El Niño Southern Oscillation (ENSO), den samlede betegnelse for El Niño og dens modstykke, La Niña. ENSO påvirker vejret rundt om i verden på forskellige måder. El Niño, der er forbundet med varmere end gennemsnittet havtemperaturer i det ækvatoriale Stillehav, kan føre til mere regn og snefald end normalt i det sydvestlige USA, samt tørke i Indonesien. Disse mønstre er noget omvendt under La Niña.

Under den ekstraordinære El Niño-begivenhed i 2015 sporede forskerne f.eks. en særlig tydelig global vandcykluseffekt:Mindre nedbør over land førte til et fald i flodudledning i gennemsnit, hvilket igen førte til betydeligt højere saltholdighedsniveauer i områder indtil videre som 125 miles (200 kilometer) fra kysten.

På andre tidspunkter blev det modsatte fundet:Områder med mere nedbør end normalt over land oplevede øget flodudledning, hvilket reducerede saltindholdet nær disse kyster.

"Vi er i stand til at vise kystsaltholdighed, der reagerer på ENSO på global skala," sagde hovedforfatter Severine Fournier, havfysiker ved JPL.

Holdet fandt, at saltholdigheden er mindst 30 gange mere variabel i disse dynamiske zoner nær kyster end i det åbne hav. Forbindelsen mellem regn, floder og salt er især udtalt ved udmundingen af ​​store flodsystemer som Mississippi og Amazonas, hvor ferskvandsfaner kan kortlægges fra rummet, når de strømmer ud i havet.

Salt som signal

Med den globale opvarmning har forskere observeret ændringer i vandets kredsløb, herunder stigninger i ekstreme nedbørshændelser og afstrømning. I skæringspunktet mellem land og hav kan kystvandene være der, hvor påvirkningerne er mest påviselige.

"I betragtning af følsomheden over for nedbør og afstrømning, kunne kystsalinitet tjene som en slags klokkevejr, hvilket indikerer andre ændringer, der udspiller sig i vandets cyklus," sagde Fournier.

Hun bemærkede, at nogle af verdens kystnære farvande ikke er godt undersøgt på trods af, at omkring 40% af den menneskelige befolkning bor inden for omkring 60 miles (100 kilometer) fra en kystlinje. En grund er, at flodmålere og andre monitorer på stedet kan være dyre at vedligeholde og ikke kan give dækning af hele planeten, især i mere fjerntliggende områder.

Det er her, satellitinstrumenter kommer ind i billedet. Aquarius-missionen blev lanceret i 2011 og lavede nogle af de første rumbaserede globale observationer af havoverflades saltholdighed ved hjælp af ekstremt følsomme radiometre til at detektere subtile ændringer i havets mikrobølgestrålingsemissioner. Aquarius var et samarbejde mellem NASA og Argentinas rumagentur, CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales).

I dag giver to værktøjer i højere opløsning – ESA (European Space Agency) missionen Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) og NASA's Soil Moisture Active Passive (SMAP) mission – det muligt for forskere at zoome ind inden for 40 kilometer fra kystlinjer.

Ved hjælp af data fra alle tre missioner fandt forskerne ud af, at overfladesaltindholdet i kystvande nåede et maksimalt globalt gennemsnit (34,50 praktiske salinitetsenheder eller PSU) hver marts og faldt til et minimum globalt gennemsnit (34,34 PSU) omkring september. (PSU er nogenlunde lig med dele pr. tusinde gram vand.) Flodudledning, især fra Amazonas, driver denne timing.

I det åbne hav er cyklussen anderledes, idet overfladesaltindhold når et globalt gennemsnitligt minimum (34,95 PSU) fra februar til april og et globalt gennemsnitsmaksimum (34,97 PSU) fra juli til oktober.

Det åbne hav viser ikke så stor variation mellem årstider eller år, fordi det indeholder et betydeligt større volumen vand og er mindre følsomt over for flodudledning og ENSO. I stedet styres ændringer af nedbør i planetskala minus total global fordampning plus andre faktorer såsom storstilet havcirkulation.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Geophysical Research Letters .

Flere oplysninger: S. Fournier et al., The Salinity of Coastal Waters as a Bellwether for Global Water Cycle Changes, Geophysical Research Letters (2023). DOI:10.1029/2023GL106684

Journaloplysninger: Geofysiske forskningsbreve

Leveret af NASA