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北极海冰融化,北极洋流开始出现变化

美国宇航局的一项新研究表明,由于海冰融化迅速,北极的主要洋流速度更快,湍流更大。海流是北极脆弱环境的一部分,现在被淡水淹没,这是人类气候变化的影响。

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”的环流是如何在前所未有的冷水流入中实现不稳定平衡的——这种变化可能会改变大西洋流,降温西欧气候。

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。风顺时针吹向北冰洋西部、加拿大北部和阿拉斯加,自然收集冰川融化、河流径流和降水的淡水。这种淡水在北极很重要,部分原因是漂浮在温暖的咸水上,有助于保护海冰不融化,进而调节地球气候。然后,几十年来,漩涡慢慢地将这些淡水释放到大西洋,使大西洋流能够带走少量。

然而,自20世纪90年代以来,这种循环已经积累了大量的淡水——1920立方英里(8000立方公里)——几乎是密歇根湖水量的两倍。发表在《自然通信》上的新研究发现,淡水浓度增加的原因是夏秋两季海冰流失。北极夏季海冰覆盖率持续几十年下降,使得波弗特循环更容易受到风的影响。风加速循环旋转,将淡水困在水中。

连续的西风也将洋流向一个方向向20多年,增加了顺时针洋流的速度和大小,防止淡水离开北冰洋。这种几十年的西风对这个地区来说是不寻常的。过去,这里的风向每五到七年改变一次。

科学家们一直密切关注波弗特的环流,以防止风向再次改变。如果风向发生变化,风会逆转水流,逆时针拉,释放积聚的水。

“如果波弗特环流向大西洋释放多余的淡水,可能会减缓其环流。加州帕萨迪纳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:“这将影响整个半球的气候,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,沉入海洋底部,像传送带一样将水从北大西洋输送到热带。

这种重要的洋流被称为大西洋经转环流,通过向欧洲、北美等北纬地区输送热带暖水,帮助调节地球气候。如果速度足够慢,可能会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的环流。”马里兰绿带美国宇航局戈达德太空飞行中心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,波弗特环流失去了平衡,但洋流通过形成一个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,但它可能会导致冰的进一步融化,因为它将冰下的冷水、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的逐渐减少,风和海洋之间的微妙平衡。

这项研究表明,海冰的消失对我们的气候系统有非常重要的影响,我们刚刚发现。

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