Forskare förbereder sig för att placera havsplatser som används för att förstå havsförlust i östra Arktiska havet. Kredit:Nansen och Amundsen Basins Observational System.
Östra Arktiska havets vinteris växte mindre än hälften så mycket som normalt under det senaste decenniet, på grund av det växande inflytandet av värme från havets inre, forskare har funnit.
Fyndet kom från en internationell studie som leds av University of Alaska Fairbanks och finska meteorologiska institutet. Studien, publicerad i Journal of Climate , använd data som samlats in av förtöjningar i Arktiska havets Eurasiska bassäng från 2003-2018.
Förtöjningarna mätte värmen som släpptes från havets inre till övre havet och havsisen under vintern. Under 2016-2018, det uppskattade värmeflödet var cirka 10 watt per kvadratmeter, vilket är tillräckligt för att förhindra att 80-90 centimeter havsis bildas varje år. Tidigare värmeflödesmätningar var ungefär hälften av så mycket.
"Förr, vid vägning av atmosfärens och havets bidrag till smältande havsis i det eurasiska bassängen, atmosfären ledde, "sa Igor Polyakov, en oceanograf vid UAF:s International Arctic Research Center och FMI. "Nu för första gången, havet leder. Det är en stor förändring. "
Vanligtvis, över stora delar av Arktis ett tjockt lager kallt fräschare vatten, känd som en haloklin, isolerar värmen som är förknippad med det inträngande atlantiska vattnet från havsytan och från havsis.
Denna nya studie visar att en onormal tillströmning av salt varmt vatten från Atlanten försvagar och gallrar haloklinen, tillåter mer blandning. Enligt den nya studien, varmt vatten av atlantiskt ursprung rör sig nu mycket närmare ytan.
"Det normala läget för den övre gränsen för detta vatten i denna region var cirka 150 meter. Nu är detta vatten på 80 meter, "förklarade Polyakov.
En naturlig vinterprocess ökar denna blandning. När havsvattnet fryser, saltet drivs ut från is i vattnet. Detta saltlösningsberikade vatten är tyngre och sjunker. I avsaknad av en stark haloklin, det kalla salta vattnet blandas mycket mer effektivt med det grundare, varmt atlantiskt vatten. Denna värme överförs sedan uppåt till botten av havsis, begränsa mängden is som kan bildas under vintern.
Stora gula flottörer kopplade till flera vetenskapliga sensorer sänks över kanten på ett fartyg i Ishavet. Kredit:Nansen och Amundsen Basins Observational System.
"Dessa nya resultat visar det växande och spridande inflytandet av värme i samband med atlantiskt vatten som kommer in i Ishavet, "tillade Tom Rippeth, en medarbetare från Bangor University. "De föreslår också att en ny återkopplingsmekanism bidrar till att accelerera havsisförlust."
Polyakov och hans team antar att havets förmåga att kontrollera vinterisens tillväxt skapar feedback som påskyndar den totala havsisförlusten i Arktis. I denna feedback, både sjunkande havsis och den försvagade haloklinbarriären gör att havets inre avger värme till ytan, vilket resulterar i ytterligare havsisförlust. Mekanismen förstärker den välkända is-albedo-återkopplingen-som uppstår när atmosfären smälter havsis, orsakar öppet vatten, som i sin tur absorberar mer värme, smälter mer havsis.
När dessa två återkopplingsmekanismer kombineras, de påskyndar nedgången i havsisen. Återkopplingen från havsvärmen begränsar havsisens tillväxt på vintern, medan is-albedo-återkopplingen lättare smälter den tunnare isen på sommaren.
"När de börjar arbeta tillsammans, kopplingen mellan atmosfären, is och hav blir väldigt starka, mycket starkare än det var förut, "sade Polyakov." Tillsammans kan de upprätthålla en mycket snabb issmältning i Arktis. "
Polyakov och Rippeth samarbetade en sekund, associerad studie som visar hur denna nya koppling mellan havet, is och atmosfär är ansvariga för starkare strömmar i östra Ishavet.
Enligt den forskningen, mellan 2004-2018 fördubblades strömmarna i de övre 164 foten av havet i styrka. Förlust av havsis, gör ytvattnet mer mottagligt för vindens effekter, verkar vara en av de faktorer som bidrar till ökningen.
De starkare strömmarna skapar mer turbulens, vilket ökar blandningsmängden, känd som skjuvning, som sker mellan ytvatten och det djupare havet. Som beskrivits tidigare, havsblandning bidrar till en återkopplingsmekanism som ytterligare accelererar nedgången i havsisen.
Accelererade strömmar har praktiska konsekvenser i Arktis. Fartygets kaptener behöver noggranna kartor över strömmar för navigering. Eftersom strömmar flyttar havsis, olje- och gasutvinning behöver också information om strömmar.
Denna andra studie beskrevs i en vetenskaplig artikel publicerad i Geofysiska forskningsbrev .
