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北极冰层融化正在改变洋流

 文明世界拼图 2020-02-15
02-14 07:52

北极冰层融化正在改变洋流

美国宇航局的一项新研究显示,由于海冰快速融化,北极的一股主要洋流——波弗特环流的流量和流速会大幅增加。海流是北极环境中比较脆弱的一环,对于稳定自然环境有重要的作用,但是现在海流中淡水比例大量增加,很可能面临一次严峻的变化,这是人类造成的气候变化的影响。

利用12年的卫星数据,科学家们测量了这股被称为“波弗特环流”的环流是如何在前所未有的冷淡水流入中变得不稳定的——这种变化可能会改变大西洋洋流,并使西欧气候降温。

波弗特环流通过在海洋表面附近吸收淡水来保持极地环境的平衡。这种淡水在北极地区很重要,有些原因是它漂浮在温暖咸水之上,保护海冰不融化,进而辅助调节地球的气候。在几十年的时间里,漩涡缓慢地将这些淡水释放到大西洋中,使大西洋洋流将其少量带走。

但是,自上世纪90年代以来,这股环流慢慢积累了大量淡水——1920立方英里(8000立方公里)——几乎是密歇根湖水量的两倍。这项发表在《自然通讯》上的新研究发现,淡水浓度增加的原因是夏季和秋季海冰的流失。北极夏季海冰覆盖面积持续数十年的减少,使得波弗特环流更容易受到风的影响,风加快了环流的旋转,并将淡水困在原水流中。

持续的西风还将洋流向一个方向拖了20多年,增加了顺时针洋流的速度和大小,阻止淡水离开北冰洋。这种长达数十年的西风对这个地区来说是不寻常的,在过去的数据中,这里的风向每五到七年改变一次。

科学家们一直在密切关注波弗特环流,以防风向再次改变。如果风向改变,风就会把水流逆转,同时把积聚的水释放出来。

“如果波弗特环流将多余的淡水释放到大西洋,它可能会减缓其环流。”这项研究的主要作者、加州帕萨迪纳的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,“这将对整个半球的气候产生影响,尤其是在西欧。”。

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,来自北极的水会失去热量和水分进入大气,并沉到海洋底部,在那里,它像传送带一样将水从北大西洋输送到热带。

这股重要的洋流被称为大西洋经向翻转环流,它通过将热带暖水的热量输送到欧洲和北美等北纬度地区,帮助调节地球的气候。如果速度足够慢,它可能对海洋生物和依赖它的社区产生负面影响。

“我们预计墨西哥湾流不会关闭,但我们确实预计会受到影响。这就是为什么我们如此密切地监测博福特环流,”论文的联合署名者、美国宇航局戈达德太空飞行中心(位于马里兰绿带)的极地科学家亚历克·佩蒂说。

研究还发现,尽管由于风的能量增加,波弗特环流逐渐偏离了平衡,但洋流通过形成小而圆的水漩涡排出多余的能量。虽然增加的湍流有助于保持系统的平衡,但它有可能导致进一步的冰层融化,因为它将冰层下面的冷水、淡水和相对温暖的盐水混合在一起。融化的冰反过来又会导致海洋中营养物质和有机物质混合方式的改变,对北极地区的食物链和野生动物产生重大影响。结果表明,随着海冰在气候变化下逐渐减少,风和海洋之间的平衡变得很微妙。

佩蒂说:“这项研究表明,海冰的消失对我们的气候系统有着非常重要的影响,对于这项研究,我们只是刚刚起步。”。

来源:NASA

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