Perché declinare il ghiaccio marino in inverno nei pressi della Groenlandia Incantesimi Clima più fresco per l'Europa

Perché declinare il ghiaccio marino in inverno nei pressi della Groenlandia Incantesimi Clima più fresco per l'Europa

Una delle caratteristiche più drammatiche del recente cambiamento climatico è il declino di estate ghiaccio artico. Gli impatti di questa perdita di ghiaccio estiva sulla società settentrionale, su Ecosistemi articie il clima entrambi a livello locale e inoltre lontano, si stanno già sentendo.

Meno noti sono i drammatici cambiamenti nel ghiaccio marino invernale in regioni come la Groenlandia e il Mare d'Islanda, dove la riduzione negli ultimi anni 30 non ha eguali da 1900, quando sono iniziati i record di ghiaccio nella regione.

In uno studio pubblicato Nature Climate Change, dimostriamo che la perdita di ghiaccio marino in questa regione subpolare sta influenzando la produzione di acqua densa che costituisce la parte più profonda del Circolazione di capovolgimento meridiano atlantico (AMOC). L'AMOC è una circolazione oceanica che trasporta acqua calda dai tropici verso nord negli strati superiori dell'Atlantico con un flusso di ritorno di acqua fredda verso sud in profondità. Pertanto, l'effetto di questi cambiamenti potrebbe significare un clima più fresco nell'Europa occidentale.

La perdita di ghiaccio marino invernale

Gran parte dell'acqua densa nell'AMOC viene prodotta nella Groenlandia e nei mari dell'Islanda attraverso il trasferimento di calore e umidità dall'oceano all'atmosfera. Il trasferimento di calore rende le acque superficiali in queste regioni più fredde, più salate e più dense, con conseguente a ribaltamento convettivo della colonna d'acqua. Serve anche a riscaldare l'atmosfera in questa parte del mondo, risultando spesso in formazioni nuvolose distintive viste nelle immagini satellitari della regione.

La quantità di trasferimento di calore, o forzatura atmosferica, dipende dall'entità della differenza di temperatura aria-mare e dalla velocità del vento superficiale. Di conseguenza, è in genere più grande vicino al bordo del ghiaccio marino dove l'aria polare fredda e secca entra per la prima volta a contatto con le calde acque superficiali.

tempesta articaLa R / V Knorr in condizioni di tempesta vicino all'Islanda dove vi fu un grande trasferimento di calore e umidità dall'oceano all'atmosfera. Kjetil Våge

Ritiro di ghiaccio marino e convezione oceanica

Nel nostro studio, mostriamo che il ritiro del ghiaccio marino invernale ha portato a una grande riduzione dell'intensità della convezione oceanica nei mari della Groenlandia e dell'Islanda. Questi cambiamenti aumentano la possibilità di trasferire meno calore dall'oceano all'atmosfera in queste regioni, causando un AMOC più debole, che a sua volta significa meno acqua subtropicale portata a nord e, infine, un possibile raffreddamento dell'Europa.

Oltre a una grande forzatura atmosferica, la convezione oceanica si verifica in genere in regioni in cui esiste un debole contrasto di densità verticale, di solito all'interno di una corrente oceanica chiusa nota come gyre ciclonico. Ciò semplifica l'estensione del ribaltamento convettivo a profondità maggiori nell'oceano. Fino a poco tempo fa, i gyres nei mari della Groenlandia e dell'Islanda che erano precondizionati per la convezione oceanica erano situati vicino al bordo del ghiaccio e, di conseguenza, la forzatura atmosferica era grande, con conseguente rovesciamento convettivo profondo.

Tuttavia, il ritiro invernale del ghiaccio marino ha ora spostato le regioni di maggiore forzatura atmosferica da questi gyres. In altre parole, le regioni in cui la forzatura è maggiore e le regioni più sensibili alla convezione oceanica profonda si sono separate. A partire dagli 1970, ciò ha comportato una riduzione approssimativa dell'20% della grandezza di questa forzatura, o trasferimento di calore dall'oceano all'atmosfera, sui gironi di Islanda e Groenlandia.

concentrazione di ghiaccioLa R / V Knorr in condizioni di tempesta vicino all'Islanda dove vi fu un grande trasferimento di calore e umidità dall'oceano all'atmosfera. Kjetil VågeImpatto sull'oceano e sull'Europa

Utilizzando un modello oceanico a strati misti, abbiamo studiato l'impatto di questa ridotta forza atmosferica. Nel Mare di Groenlandia mostriamo che la riduzione delle forzature porterà probabilmente a una transizione fondamentale nella natura della convezione oceanica lì. In effetti i risultati del nostro modello suggeriscono un passaggio da uno stato di convezione di profondità intermedia a uno in cui si verifica solo una convezione superficiale.

Poiché il Mare di Groenlandia fornisce gran parte delle acque di media profondità che riempiono i mari nordici, questa transizione ha il potenziale per modificare le caratteristiche di temperatura e salinità di questi mari. Nel Mare d'Islanda, dimostriamo che una continua riduzione della forzatura atmosferica ha il potenziale per indebolire la circolazione oceanica locale che ha recentemente dimostrato di fornire un terzo dell'acqua densa al parte profonda dell'AMOC.

Osservazioni, proxy e simulazioni di modelli suggeriscono che recentemente si è verificato un indebolimento dell'AMOC e che i modelli prevedono che questo rallentamento continuerà. Un tale indebolimento dell'AMOC avrebbe un impatto drammatico sul clima del Nord Atlantico e dell'Europa occidentale. In particolare, ridurrebbe il volume di acqua calda trasportata in superficie verso l'Europa occidentale. Ciò ridurrebbe la fonte di calore che mantiene favorevole il clima della regione.

Sebbene vi sia un considerevole dibattito sulla dinamica dell'AMOC, uno dei meccanismi proposti per il suo declino attuale e previsto è un rinfrescamento delle acque superficiali, ad esempio a causa del miglioramento dell'acqua di fusione della calotta glaciale della Groenlandia. Una salinità inferiore riduce la densità delle acque superficiali, rendendo più difficile il verificarsi della convezione oceanica.

Tuttavia, gran parte di questo scarico di acqua dolce può essere esportato verso l'equatore tramite sistema di corrente di confine Groenlandia circostante. Ciò limita la diffusione diretta nei gyres della Groenlandia e dei mari islandesi dove si verifica la convezione oceanica. Sono quindi necessari ulteriori lavori per determinare come e dove - e su quali tempistiche - questa acqua dolce pervade il Nord Atlantico.

Tuttavia, i nostri risultati suggeriscono che potrebbero essere all'opera altri possibili meccanismi per un rallentamento dell'AMOC, come una riduzione dell'entità del forzante atmosferico che innesca il ribaltamento convettivo nella Groenlandia e nei mari islandesi. Questo processo comporterebbe anche un rallentamento dell'AMOC, riducendo di nuovo il riscaldamento che l'Europa sta vivendo. I nostri risultati rafforzano l'idea che un'Europa calda richiede un freddo Nord Atlantico, che consente grandi trasferimenti di calore e umidità dall'oceano all'atmosfera. Un riscaldamento del Nord Atlantico con la conseguente ritirata del ghiaccio marino invernale ha quindi il potenziale di provocare un raffreddamento dell'Europa attraverso un rallentamento dell'AMOC.

Se questi trasferimenti continueranno a diminuire nel futuro è ancora una questione aperta, così come il loro impatto sull'AMOC e sul clima europeo.

Riguardo agli AutoriThe Conversation

Kent Moore è professore di fisica all'università di Toronto.
Ian Renfrew è professore di meteorologia all'Università dell'East Anglia.
Kjetil Våge è ricercatore in oceanografia fisica all'Università di Bergen.
Robert Pickart è Senior Scientist in Oceanografia fisica presso Woods Hole Oceanographic Institution.

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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