Nieuw, eerste-van-zijn-soort onderzoek van CU Boulder toont aan dat klimaatverandering zorgt voor toenemende hoeveelheden zoet water in de Noordelijke IJszee. In de komende decennia zal dit zal leiden tot meer zoet water dat naar de Noord-Atlantische Oceaan stroomt, die de oceaanstromingen kunnen verstoren en de temperaturen in Noord-Europa kunnen beïnvloeden.

De krant, gepubliceerd op 27 juli 2020 in Geofysische onderzoeksbrieven , onderzocht de onverklaarbare toename van Arctisch zoetwater in de afgelopen twee decennia en wat deze trends voor de toekomst zouden kunnen betekenen.

"We horen veel over veranderingen in het noordpoolgebied met betrekking tot temperatuur, hoe ecosystemen en dieren worden beïnvloed, " zei Rory Laiho, co-auteur en promovendus in atmosferische en oceanische wetenschappen. "Maar deze specifieke studie geeft een extra perspectief op wat er fysiek met de oceaan zelf gebeurt, wat dan belangrijke implicaties kan hebben voor de oceaancirculatie en het klimaat."

Sinds de jaren 1990, de Noordelijke IJszee heeft een toename van 10% in zijn zoetwater gezien. dat is 2, 400 kubieke mijl (10, 000 kubieke kilometer), dezelfde hoeveelheid die nodig zou zijn om de hele VS te bedekken met 3 voet water.

Het zoutgehalte in de oceaan is niet overal hetzelfde, en de oppervlaktewateren van de Noordelijke IJszee behoren al tot de meest verse ter wereld vanwege de grote hoeveelheden rivierafvoer.

Dit zoete water maakt zee-ijs mogelijk:het houdt koud water aan de oppervlakte, in plaats van deze dichtere vloeistof onder minder dichte vloeistof te laten zinken, warm water. Op deze manier, de Noordelijke IJszee is heel anders dan andere oceanen. Maar naarmate meer zoet water het noordpoolgebied verlaat, ditzelfde stabiliserende mechanisme zou de oceaanstromingen in de Noord-Atlantische Oceaan kunnen verstoren die de wintertemperaturen in Europa matigen.

Dergelijke verstoringen zijn eerder voorgekomen, tijdens de "grote afwijkingen in het zoutgehalte" van de jaren 70 en 80. Maar dit waren tijdelijke gebeurtenissen. Als er continu te veel koud zoet water uit het Noordpoolgebied naar de Noord-Atlantische Oceaan stroomt, de oceaanomzet zou permanenter kunnen worden verstoord.

Ironisch, dit zou de gevolgen van de opwarming van de aarde tijdens de winter in Noord-Europa voor een tijdje verzachten. Maar het verstoren van de oceaanstromingen kan negatieve gevolgen hebben voor het klimaat op de lange termijn en voor de ecosystemen van de Noord-Atlantische Oceaan.

Een signaal in de ruis

De belangrijkste missie van het onderzoek voor Alexandra Jahn, hoofdauteur van de nieuwe studie en assistent-professor bij de afdeling Atmospheric and Oceanic Sciences en het Institute of Arctic and Alpine Research, en haar afstudeerder, Laiho, was om onderscheid te maken tussen natuurlijke variabiliteitscycli in Arctische zoetwaterhoeveelheden en de impact van klimaatverandering. Ze onderzochten de resultaten van een ensemble van modellen van 1920 tot 2100.

"Als we alle simulaties samen bekijken, we kunnen zien of ze allemaal hetzelfde doen. Als, dan komt dat door een geforceerde reactie, "zei Jahn. "Als die veranderingen groot genoeg zijn, zodat ze niet zouden kunnen plaatsvinden zonder de broeikasgassen in de modelsimulaties te verhogen, dat noemen we de opkomst van een duidelijk signaal van klimaatverandering. En hier zien we zulke duidelijke signalen van klimaatverandering voor het Arctische zoetwater in het huidige decennium."

Hun resultaten toonden aan dat Nares Strait, die tussen Groenland en Canada loopt en de meest noordelijke toegangspoort is tussen de Noordelijke IJszee en de meer zuidelijke oceanen - zal de eerste plaats zijn waar de export van zoetwater in het komende decennium zal toenemen als gevolg van klimaatverandering. Andere zeestraten verder naar het zuiden en oosten, inclusief Davis en Fram zeestraten, zal de volgende zijn om dit signaal te tonen.

De onderzoekers hebben de modellen ook door verschillende emissiescenario's geleid om te zien of deze veranderingen de komende decennia zullen worden beïnvloed door de emissiekeuzes van mensen. Ze keken naar het "business as usual"-scenario (meer dan 4 graden Celsius opwarming tegen het einde van de eeuw) en wat er zou gebeuren als mensen de opwarming zouden beperken tot 2 graden Celsius, de bovenkant van de IPCC-doelen (Intergovernmental Panel on Climate Change) voor deze eeuw.

Ze ontdekten dat de verandering in zoet water in de Noordelijke IJszee en de hoeveelheden die door de noordelijke zeestraten stromen onaangetast waren, aangezien ze vóór de jaren 2040 onderhevig zullen zijn aan een toename van zoet water - en de beslissingen die wereldwijd in de komende decennia worden genomen, zullen hen niet beïnvloeden, aangezien deze klimaatveranderingen al in gang zijn gezet. Maar in de tweede helft van deze eeuw de twee scenario's liepen uiteen, en in het scenario van hoge opwarming werden op meer plaatsen stijgingen van de zoetwaterhoeveelheden waargenomen dan in het scenario van lage opwarming.

"Wat dit werk ons ​​laat zien, is dat we waarschijnlijk al de eerste van deze veranderingen ervaren, we kunnen het alleen nog niet opmaken uit de directe waarnemingen, ' zei Jahn.

Al het water uit de Noordelijke IJszee komt uiteindelijk in de Noord-Atlantische Oceaan terecht. Maar timing is alles. Door de timing van de opkomst van signalen van klimaatverandering te kunnen voorspellen, kunnen wetenschappers aanstaande veranderingen in realtime volgen, en beter te begrijpen hoe veranderingen in de Noordelijke IJszee het klimaat wereldwijd kunnen beïnvloeden.

"Het vult een leemte in ons huidige begrip, en helpt ons nieuwe vragen te stellen over wat er fysiek gebeurt in het noordpoolgebied, " zei Jahn.