En ny internationell studie har ifrågasatt uppfattningen att variationer i densiteten hos några av de djupaste strömmarna i det subpolära Nordatlanten orsakas av vinterytan och representerar förändringar i styrkan i Meridional Overturning Circulation (MOC).

Studien omfattade insatser från 15 forskningsinstitut och leddes av Dr Feili Li och professor Susan Lozier från Georgia Institute of Technology, i samarbete med professor Penny Holliday, från National Oceanography Center (NOC). Forskning publicerad den 24 maj 2021 i Naturkommunikation visar observationer som gjorts under fyra år från 2014 i den subpolära Nordatlanten avslöjar inga tecken på stark vinterkylning vid havets yta på tätheten av de djupaste gränsströmmarna som finns i de västra delarna av havsbassänger. Förvånande, författarna hittade inte heller något synligt samband mellan förändringar i de djupa västra gränsströmmarna och variationer i styrkan hos MOC.

Kunskap om de fysiska processer som styr förändringar i MOC är avgörande för korrekta klimatprognoser. MOC tar stora mängder värme och salt in i norra Atlanten via golfströmmen och nordatlantiska strömmen. Förändringar i styrkan hos MOC påverkar havsnivån direkt, klimat och väder för Europa, Nordamerika och delar av den afrikanska kontinenten. Klimatprognoser förutspår alla en minskning av MOC till följd av utsläpp av växthusgaser, med potentiellt skadlig inverkan på kustsamhällen och marken.

Tidigare analys av modeller har fått forskare att tro att förändringar i styrkan hos MOC är associerade med förändringar i densiteten hos de djupa västra gränsströmmarna som utgör majoriteten av MOC -slingans södergående returflöde. I modeller, tätheten kan påverkas starkt av en vinterprocess som kallas djup konvektion eller djupt vattenbildning, där kalla vindar kyler ytvattnet vilket gör att det blir mycket tätt och sjunker till stora djup (mer än 2 km). Förhållandet i modeller mellan konvektion, förändringar i djupa västerländska gränsströmmar och styrkan hos MOC ligger också till grund för bevis från paleoklimat -proxies under perioder med reducerad MOC och låg europeisk temperatur.

2014 placerades vetenskaplig utrustning i subpolära Nordatlanten (OSNAP) för att observera dessa processer i verkliga livet. De överraskande nya resultaten kommer att stimulera en omprövning av uppfattningen att djupa västerländska gränsförändringar representerar vältande egenskaper, med konsekvenser för framtida klimatprognoser samt tolkning av tidigare klimatförändringar.

Prof. Susan Lozier, Den övergripande ledningen för det internationella OSNAP -programmet sa:"Det är glädjande att se vad en internationell gemenskap av oceanografer kan uppnå med en koncentrerad insats för samarbete och beslutsamhet. Program som OSNAP och RAPID är ritningar för hur oceanografer över hela världen kollektivt kan studera havets roll i klimatförändringen under de kommande åren och decennierna. "

Professor Penny Holliday, Associate Head of Marine Physics and Ocean Climate from the National Oceanography Center commented:"it is incredibly exciting to see how new observations from the OSNAP array are accelerating our knowledge of how these major ocean currents work, so that we can be more confident in our understanding of past climate change and in future climate projections."