Атлантификация Арктики
Атлантификация — это возрастающее влияние атлантических вод в Арктике. Более теплые и соленые воды Атлантического океана расширяют свое влияние на север, в Северный Ледовитый океан . [ 2 ] Северный Ледовитый океан становится теплее и соленее, в результате чего морской лед исчезает. [ 3 ] Процесс можно увидеть на крайнем правом рисунке, где показано изменение температуры поверхности моря за последние 50 лет, которое местами достигает 5 градусов. Это изменение арктического климата наиболее заметно в Баренцевом море , мелководном шельфовом море к северу от Скандинавии , где морской лед исчезает быстрее, чем в любом другом арктическом регионе, оказывая воздействие на местную и глобальную экосистему.
Структура Северного Ледовитого океана
[ редактировать ]
Большая часть Северного Ледовитого океана имеет четкое разделение океанских слоев. Вверху находится смешанный слой пресной воды с температурой, близкой к точке замерзания, и соленостью около 30 psu (практическая единица солености). [ 4 ] Эта вода питается реками и таянием морского льда. Под этой пресной водой находится слой, где соленость сильно увеличивается, но температура остается низкой: слой холодного галоклина . Ниже этого слоя температура увеличивается с глубиной и достигает точки замерзания. Этот слой, который удерживает этот температурный градиент, называется слоем пикноклина . [ 5 ] Вода под ним теплая и соленая, приносимая из Атлантического океана Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией (AMOC). Этот слой теплее поверхностного слоя, но из-за солености имеет более высокую плотность , чем вода над ним. Это означает, что этот слой менее плавучий , чем поверхностный слой. Таким образом, холодная пресная вода плавает сверху, а галоклин, в котором перемешивание имеет тенденцию быть слабым. [ 6 ] даже в условиях отсутствия льда [ 7 ] и поэтому защищает поверхность от жары атлантической воды. [ 8 ] Под слоем атлантических вод находится глубокий слой арктических придонных вод, доходящий до дна океана.
Процесс Атлантификации
[ редактировать ]Возрастающее влияние атлантических вод, впадающих в Северный Ледовитый океан, и потеря стратификации приводят к смешиванию теплых атлантических вод с пресной водой на поверхности. Как видно на рисунке ниже, галоклин ослабевает и поэтому тепло от атлантических вод достигает поверхности. Это потепление поверхностных вод приводит к отступлению морского льда зимой и полному отсутствию морского льда летом. [ 9 ] Утрата зимнего морского льда означает, что летом более холодный слой пресной воды на поверхности меньше пополняется за счет таяния льда, что уменьшает разницу температур между слоями. Кроме того, отсутствие морского льда увеличивает влияние ветра на поверхность моря, еще больше перемешивая слои. [ 10 ]
Прогнозы модели не показывают ни тенденции к увеличению объемного переноса в Арктику из Северной Атлантики, ни повышения температуры притекающей воды, что позволяет некоторым прийти к выводу, что атлантификация Арктики вызвана не процессом, происходящим в Атлантическом океане, а скорее атмосферное воздействие в арктическом регионе, усугубляемое потерей морского льда. [ 11 ]
Однако наблюдения показывают сдвиг режима от зимнего морского ледяного покрова к открытой воде в южной части Баренцева моря в ответ на потепление притекающей атлантической воды. [ 9 ] Наблюдения также показывают усиление влияния тепла атлантических вод дальше на восток, в восточную часть Евразийского бассейна, где в последние годы поток тепла от атлантических вод к поверхности превысил атмосферный вклад в этом регионе. [ 12 ] Более того, наблюдаемое ослабление галоклина в этот период совпало с усилением ветровых течений в верхних слоях океана, что указывает на усиление перемешивания. [ 13 ]
Последствия
[ редактировать ]В настоящее время большая часть приходящего тепла из Атлантического океана теряется в атмосферу в пределах Баренцева моря. Однако ожидается, что температура в Баренцевом море повысится из-за изменения взаимодействия с атмосферой. В результате вода, вытекающая из Баренцева моря между Землей Франца-Иосифа и Новой Землей (выход в Баренцево море), существенно потеплеет с -0,2. до 2,2 С в 2080 году. [ 14 ] Это показывает, что теплые атлантические воды будут проникать дальше в Северный Ледовитый океан, в конечном итоге распространяясь по всему Евразийскому бассейну, что приведет к уменьшению толщины морского льда в этом регионе.
Организмы
[ редактировать ]Атлантификация как часть изменения климата в Арктике имеет серьезные последствия для всех обитающих там организмов. Из-за потепления Баренцева моря цветение фитопланктона каждый год распространяется дальше в Евразийский бассейн. Типичные виды переместились на 5 градусов севернее по сравнению с 1989 годом. [ 15 ] Кроме того, рыбные сообщества движутся на север по мере изменения местного климата – процесса, называемого бореализацией. Некоторые хищники, достигающие ранее недостаточно теплых территорий, меняют экологические системы Арктики. В результате арктическая шельфовая рыба вытесняется и также уходит на север. Для некоторых видов глубина может ограничить их возможности, и это приведет к изменениям в биоразнообразии Северного Ледовитого океана. [ 16 ] Это изменение морской экосистемы также влияет на виды птиц и млекопитающих, обитающих в Арктическом регионе. Морские птицы , тюлени и киты напрямую зависят от популяций рыб. Наземные млекопитающие, такие как белые медведи, питаются тюленями, а их существование также сильно зависит от морского льда. [ 17 ]
Переломный момент
[ редактировать ]Растут опасения, что арктический климат может приблизиться к так называемому переломному моменту , а это означает, что если критическая точка будет достигнута, система установится в другом равновесном состоянии. В Арктике это другое государство может быть с гораздо меньшим количеством морского льда или вообще без него. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Данные предоставлены Лабораторией физических наук NOAA, Боулдер, Колорадо, с их веб-сайта https://psl.noaa.gov/ .
- ^ Перейти обратно: а б Поляков Игорь В.; Пнюшков Андрей Владимирович; Алкире, Мэтью Б.; Ашик Игорь М.; Бауманн, Тилль М.; Кармак, Эдди С.; Гошко, Илона; Гатри, Джон; Иванов Владимир Владимирович; Канзов, Торстен; Кришфилд, Ричард; Квок, Рональд; Сундфьорд, Арильд; Морисон, Джеймс; Рембер, Роберт (21 апреля 2017 г.). «Большая роль атлантических притоков в потере морского льда в Евразийском бассейне Северного Ледовитого океана» . Наука . 356 (6335): 285–291. Бибкод : 2017Sci...356..285P . дои : 10.1126/science.aai8204 . hdl : 1912/8975 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 28386025 . S2CID 206653114 .
- ^ Иванов Владимир; Алексеев Владимир; Колдунов Николай В.; Репина, Ирина; Сандо, Энн Бритт; Смедсруд, Ларс Хенрик; Смирнов, Александр (01.05.2016). «Влияние тепла Северного Ледовитого океана на региональный распад льда: предполагаемая положительная обратная связь» . Журнал физической океанографии . 46 (5): 1437–1456. Бибкод : 2016JPO....46.1437I . doi : 10.1175/JPO-D-15-0144.1 . ISSN 0022-3670 . S2CID 129560108 .
- ^ Бьорк, Йоран (1 января 1989 г.). «Одномерная нестационарная модель вертикальной стратификации верхней части Северного Ледовитого океана» . Журнал физической океанографии . 19 (1): 52–67. Бибкод : 1989JPO....19...52B . doi : 10.1175/1520-0485(1989)019<0052:AODTDM>2.0.CO;2 . ISSN 0022-3670 .
- ^ Поляков Игорь В; Пнюшков Андрей Владимирович; Кармак, Эдди С. (17 декабря 2018 г.). «Стабильность арктического галоклина: новый индикатор изменения арктического климата» . Письма об экологических исследованиях . 13 (12): 125008. doi : 10.1088/1748-9326/aaec1e . ISSN 1748-9326 . S2CID 158108872 .
- ^ Ленн, Ю.Д.; Уайлс, Пи Джей; Торрес-Вальдес, С.; Абрахамсен, ЕП; Риппет, ТП; Симпсон, Дж. Х.; Бэкон, С.; Лаксон, Юго-Запад; Поляков И.; Иванов В.; Кириллов, С. (3 марта 2009 г.). «Вертикальное перемешивание на средних глубинах в арктическом пограничном течении» . Письма о геофизических исследованиях . 36 (5): L05601. Бибкод : 2009GeoRL..36.5601L . дои : 10.1029/2008GL036792 . ISSN 0094-8276 . S2CID 56420618 .
- ^ Линкольн, Бен Дж.; Риппет, Том П.; Ленн, Юнг-Джерн; Тиммерманс, Мэри Луиза ; Уильямс, Уильям Дж.; Бэкон, Шелдон (28 сентября 2016 г.). «Ветровое перемешивание на средних глубинах в свободном ото льда Северном Ледовитом океане: ВЕТРОВОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В БЕЗ ЛЕДОВОГО ЛЕДОВОГО ОКЕАНА» . Письма о геофизических исследованиях . 43 (18): 9749–9756. дои : 10.1002/2016GL070454 . S2CID 41714220 .
- ^ Стил, Майкл; Бойд, Тимоти (15 мая 1998 г.). «Отступление слоя холодного галоклина в Северном Ледовитом океане» . Журнал геофизических исследований: Океаны . 103 (С5): 10419–10435. Бибкод : 1998JGR...10310419S . дои : 10.1029/98JC00580 .
- ^ Перейти обратно: а б Бартон, Бенджамин И.; Ленн, Юнг-Джерн; Лик, Камилла (01 августа 2018 г.). «Наблюдаемая атлантификация Баренцева моря приводит к тому, что полярный фронт ограничивает расширение зимнего морского льда» . Журнал физической океанографии . 48 (8): 1849–1866. Бибкод : 2018JPO....48.1849B . doi : 10.1175/JPO-D-18-0003.1 . ISSN 0022-3670 . S2CID 134212469 .
- ^ Данн, Дейзи (16 января 2020 г.). «Объяснитель: как «атлантификация» делает Северный Ледовитый океан более соленым и теплым» . Карбоновое резюме . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Ван, Цян; Векерле, Клаудия; Ван, Сюэчжу; Данилов Сергей; Колдунов, Николай; Сейн, Дмитрий; Сидоренко Дмитрий; Аппен, Уилкен-Джон; Юнг, Томас (16 февраля 2020 г.). «Усиление подачи атлантической воды в Северный Ледовитый океан через пролив Фрама, вызванное сокращением морского льда в Арктике» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (3). Бибкод : 2020GeoRL..4786682W . дои : 10.1029/2019GL086682 . ISSN 0094-8276 . S2CID 211572378 .
- ^ Поляков Игорь В.; Риппет, Том П.; Фер, Илькер; Алкире, Мэтью Б.; Бауманн, Тилль М.; Кармак, Эдди С.; Ингвальдсен, Рэнди; Иванов Владимир Владимирович; Джанут, Маркус; Линд, Сигрид; Падман, Лори; Пнюшков Андрей Владимирович; Рембер, Роберт (15 сентября 2020 г.). «Ослабление слоя холодного галоклина подвергает морской лед воздействию океанического тепла в восточной части Северного Ледовитого океана» . Журнал климата . 33 (18): 8107–8123. Бибкод : 2020JCli...33.8107P . дои : 10.1175/JCLI-D-19-0976.1 . hdl : 10037/19601 . ISSN 0894-8755 . S2CID 224975091 .
- ^ Поляков Игорь В.; Риппет, Том П.; Фер, Илькер; Бауманн, Тилль М.; Кармак, Эдди С.; Иванов Владимир Владимирович; Джанут, Маркус; Падман, Лори; Пнюшков Андрей Владимирович; Рембер, Роберт (28 августа 2020 г.). «Усиление приповерхностных течений и сдвигов в восточной части Северного Ледовитого океана» . Письма о геофизических исследованиях . 47 (16). Бибкод : 2020GeoRL..4789469P . дои : 10.1029/2020GL089469 . hdl : 11250/2733427 . ISSN 0094-8276 . S2CID 225229292 .
- ^ Ортун, Мариус; Эльдевик, Тор; Смедсруд, Ларс Х. (01.06.2019). «Роль атлантического переноса тепла в будущей потере морского льда зимой в Арктике» . Журнал климата . 32 (11): 3327–3341. Бибкод : 2019JCli...32.3327A . дои : 10.1175/JCLI-D-18-0750.1 . HDL : 1956/22030 . ISSN 0894-8755 . S2CID 134670803 .
- ^ Нойкерманс, Грит; Озиэль, Лоран; Бабин, Марсель (2 февраля 2018 г.). «Увеличенное вторжение теплых атлантических вод приводит к быстрому распространению умеренного фитопланктона в Арктике» . Биология глобальных изменений . 24 (6): 2545–2553. Бибкод : 2018GCBio..24.2545N . дои : 10.1111/gcb.14075 . ПМИД 29394007 . S2CID 3386710 .
- ^ Фоссхайм, Мария; Примичерио, Рауль; Йоханнесен, Эдда; Ингвальдсен, Рэнди Б.; Ашан, Микаэла М.; Долгов, Андрей В. (18 мая 2015 г.). «Недавнее потепление приводит к быстрой бореализации рыбных сообществ Арктики» . Природа Изменение климата . 5 (7): 673–677. Бибкод : 2015NatCC...5..673F . дои : 10.1038/nclimate2647 . ISSN 1758-6798 .
- ^ Декамп, Себастьен; Аарс, Джон; Фуглей, Ева; Ковач, Кит М.; Лидерсен, Кристиан; Павлова, Ольга; Педерсен, Ошильд О.; Раволайнен, Вирве; Стрём, Халлвард (2 июня 2016 г.). «Влияние изменения климата на дикую природу на архипелаге Высокой Арктики — Шпицберген, Норвегия» . Биология глобальных изменений . 23 (2): 490–502. дои : 10.1111/gcb.13381 . ПМИД 27250039 . S2CID 34897286 .
- ^ Лентон, Тимоти М. (01 февраля 2012 г.). «Переломные моменты арктического климата» . Амбио . 41 (1): 10–22. дои : 10.1007/s13280-011-0221-x . ISSN 1654-7209 . ПМЦ 3357822 . ПМИД 22270703 .