Ny, Den första forskningen i sitt slag från CU Boulder visar att klimatförändringarna driver fram ökande mängder sötvatten i Ishavet. Inom de närmaste decennierna, detta kommer att leda till att ökat sötvatten flyttar in i Nordatlanten, som kan störa havsströmmar och påverka temperaturerna i norra Europa.

Pappret, publicerad 27 juli, 2020 in Geofysiska forskningsbrev , undersökte den oförklarade ökningen av arktiskt sötvatten under de senaste två decennierna och vad dessa trender kan betyda för framtiden.

"Vi hör mycket om förändringar i Arktis med avseende på temperatur, hur ekosystem och djur kommer att påverkas, " sa Rory Laiho, medförfattare och doktorand i atmosfäriska och oceaniska vetenskaper. "Men just denna studie ger ett extra perspektiv på vad som händer fysiskt med själva havet, som då kan få viktiga konsekvenser för havscirkulationen och klimatet."

Sedan 1990-talet, Ishavet har sett en ökning på 10 % av sitt sötvatten. Det är 2, 400 kubikmil (10, 000 kubikkilometer), samma mängd som det skulle ta för att täcka hela USA med 3 fot vatten.

Salthalten i havet är inte densamma överallt, och Ishavets ytvatten är redan några av de färskaste i världen på grund av stora mängder flodavrinning.

Detta sötvatten är det som gör havsis möjlig:det håller kallt vatten vid ytan, istället för att låta denna tätare vätska sjunka under mindre täthet, varmvatten. På det här sättet, Ishavet är mycket annorlunda än andra hav. Men när mer sötvatten lämnar Arktis, samma stabiliserande mekanism skulle kunna störa havsströmmarna i Nordatlanten som dämpar vintertemperaturerna i Europa.

Sådana störningar har hänt tidigare, under de "stora salthaltsanomalierna" på 1970- och 80-talen. Men det var tillfälliga händelser. Om för mycket kallt sötvatten från Arktis kontinuerligt rinner ut i Nordatlanten, havsomsättningen skulle kunna störas mer permanent.

Ironiskt, detta skulle mildra effekterna av den globala uppvärmningen under vintern i norra Europa ett tag. Men att störa havsströmmarna kan få negativa effekter för klimatet på lång sikt och på Nordatlantens ekosystem.

En signal i bruset

Forskningens huvuduppdrag för Alexandra Jahn, huvudförfattare till den nya studien och biträdande professor vid Institutionen för atmosfäriska och oceaniska vetenskaper och Institutet för arktisk och alpin forskning, och hennes doktorand, Laiho, var att skilja mellan naturliga variationscykler i arktiska sötvattenmängder och klimatförändringens påverkan. De undersökte resultaten från en ensemble av modeller från 1920 till 2100.

"När vi tittar på alla simuleringar tillsammans, vi kan se om de alla gör samma sak. Om så är fallet, då beror det på ett påtvingat svar, ", sa Jahn. "Om dessa förändringar är tillräckligt stora så att de inte skulle kunna inträffa utan ökade växthusgaser i modellsimuleringarna, det är vad vi kallar framväxten av en tydlig klimatförändringssignal. Och här ser vi så tydliga klimatförändringssignaler för det arktiska sötvattnet under det nuvarande decenniet."

Deras resultat visade att Nares Strait, som sträcker sig mellan Grönland och Kanada och är den nordligaste porten mellan Arktis och sydligare oceaner – kommer att vara det första stället att se en ökning av sötvattenexporten hänförlig till klimatförändringarna under det kommande decenniet. Andra sund längre söderut och österut, inklusive Davis- och Framsundet, kommer att vara nästa för att visa denna signal.

Forskarna körde också modellerna genom olika utsläppsscenarier för att se om dessa förändringar kommer att påverkas av människors utsläppsval under de närmaste decennierna. De tittade på scenariot "business as usual" (över 4 grader Celsius uppvärmning i slutet av seklet) och vad som skulle hända om människor begränsade uppvärmningen till 2 grader Celsius, den övre delen av IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) mål för detta århundrade.

De fann att förändringen av sötvatten i Ishavet och mängderna som rörde sig genom de norra sunden var opåverkade eftersom de kommer att bli föremål för en ökning av sötvatten före 2040-talet – och de beslut som fattas globalt under de närmaste decennierna kommer inte att påverka dem, eftersom dessa klimatförändringar redan är i rörelse. Men under andra hälften av detta århundrade, de två scenarierna skilde sig åt, och ökningar av sötvattenmängder sågs på fler ställen i scenariot med hög uppvärmning än i scenariot med låg uppvärmning.

"Vad det här arbetet visar oss är att vi förmodligen redan upplever den första av dessa förändringar, vi kan bara inte säga från de direkta observationerna ännu, sa Jahn.

Allt vatten från Ishavet hamnar så småningom i Nordatlanten. Men timing är allt. Att kunna förutsäga tidpunkten för uppkomsten av klimatförändringssignaler kommer att göra det möjligt för forskare att övervaka kommande förändringar i realtid, och bättre förstå hur förändringar i Ishavet kan påverka klimatet över hela världen.

"Det fyller en lucka i vår nuvarande förståelse, och hjälper oss att ställa nya frågor om vad som fysiskt händer i Arktis, sa Jahn.