Het winterijs in de oostelijke Noordelijke IJszee is de afgelopen tien jaar minder dan de helft zo hard gegroeid als normaal. door de groeiende invloed van warmte uit het binnenste van de oceaan, onderzoekers hebben gevonden.

De bevinding kwam uit een internationale studie onder leiding van de University of Alaska Fairbanks en het Fins Meteorologisch Instituut. De studie, gepubliceerd in de Tijdschrift voor Klimaat , gebruikte gegevens verzameld door oceaanligplaatsen in het Euraziatische bekken van de Noordelijke IJszee van 2003-2018.

De ligplaatsen maten de warmte die in de winter vrijkwam van het binnenste van de oceaan naar de bovenste oceaan en het zee-ijs. In 2016-2018, de geschatte warmtestroom was ongeveer 10 watt per vierkante meter, wat genoeg is om te voorkomen dat er zich jaarlijks 80-90 centimeter (bijna 3 voet) zee-ijs vormt. Eerdere metingen van de warmteflux waren ongeveer de helft daarvan.

"Vroeger, bij het wegen van de bijdrage van atmosfeer en oceaan aan smeltend zee-ijs in het Euraziatische bekken, de sfeer leidde, " zei Igor Polyakov, een oceanograaf bij UAF's International Arctic Research Centre en FMI. "Nu voor het eerst oceaan leidt. Dat is een grote verandering."

Typisch, over een groot deel van het noordpoolgebied een dikke laag koud, zoeter water, bekend als een halocline, isoleert de warmte die gepaard gaat met het binnendringende Atlantische water van het zeeoppervlak en van zee-ijs.

Deze nieuwe studie toont aan dat een abnormale instroom van zout, warm water uit de Atlantische Oceaan de halocline verzwakt en dunner maakt, waardoor meer menging mogelijk is. Volgens de nieuwe studie warm water van Atlantische oorsprong komt nu veel dichter bij het oppervlak.

"De normale positie van de bovengrens van dit water in deze regio was ongeveer 150 meter. Nu staat dit water op 80 meter, ’ legde Polyakov uit.

Een natuurlijk winterproces verhoogt deze menging. Als zeewater bevriest, het zout wordt verdreven van ijs in het water. Dit met pekel verrijkte water is zwaarder en zinkt. Bij afwezigheid van een sterke halocline, het koude zoute water mengt zich veel efficiënter met het ondiepere, warm Atlantisch water. Deze warmte wordt vervolgens naar boven overgebracht naar de bodem van het zee-ijs, beperking van de hoeveelheid ijs die zich in de winter kan vormen.

"Deze nieuwe resultaten tonen de groeiende en verspreidende invloed van warmte die verband houdt met Atlantisch water dat de Noordelijke IJszee binnenkomt, " voegde Tom Rippeth toe, een medewerker van Bangor University. "Ze suggereren ook dat een nieuw feedbackmechanisme bijdraagt ​​​​aan het versnellen van het verlies van zee-ijs."

Polyakov en zijn team veronderstellen dat het vermogen van de oceaan om de ijsgroei in de winter te beheersen, feedback creëert die het algehele verlies van zee-ijs in het noordpoolgebied versnelt. In deze reactie zowel het afnemende zee-ijs als de verzwakkende halocline-barrière zorgen ervoor dat het binnenste van de oceaan warmte afgeeft aan het oppervlak, resulterend in verder verlies van zee-ijs. Het mechanisme vergroot de bekende ijs-albedo-feedback - die optreedt wanneer de atmosfeer zee-ijs smelt, waardoor open water ontstaat, die op zijn beurt meer warmte opneemt, meer zee-ijs smelten.

Wanneer deze twee feedbackmechanismen worden gecombineerd, ze versnellen de daling van het zee-ijs. De feedback van de oceaanwarmte beperkt de groei van zee-ijs in de winter, terwijl de ijs-albedo-feedback het dunnere ijs in de zomer gemakkelijker doet smelten.

"Als ze gaan samenwerken, de koppeling tussen de atmosfeer, ijs en oceaan worden erg sterk, veel sterker dan voorheen, "Zei Polyakov. "Samen kunnen ze een zeer hoge snelheid van ijssmelt in het Noordpoolgebied handhaven."

Polyakov en Rippeth werkten samen aan een tweede, bijbehorende studie die laat zien hoe deze nieuwe koppeling tussen de oceaan, ijs en atmosfeer is verantwoordelijk voor sterkere stromingen in de oostelijke Noordelijke IJszee.

Volgens dat onderzoek tussen 2004-2018 verdubbelden de stromingen in de bovenste 164 voet van de oceaan in kracht. Verlies van zee-ijs, oppervlaktewater gevoeliger maken voor de effecten van wind, lijkt een van de factoren te zijn die aan de stijging hebben bijgedragen.

De sterkere stromingen zorgen voor meer turbulentie, wat de hoeveelheid menging verhoogt, bekend als afschuiving, die zich voordoet tussen oppervlaktewateren en de diepere oceaan. Zoals eerder beschreven, oceaanmenging draagt ​​bij aan een feedbackmechanisme dat de afname van het zee-ijs verder versnelt.

Versnelde stromingen hebben praktische implicaties in het noordpoolgebied. Kapiteins van schepen hebben nauwkeurige kaarten van stromingen nodig voor navigatie. Omdat stromingen zee-ijs verplaatsen, olie- en gaswinningsactiviteiten hebben ook informatie over stromingen nodig.

Deze tweede studie werd beschreven in een wetenschappelijk artikel gepubliceerd in de Geofysische onderzoeksbrieven .