Uma das características mais dramáticas das recentes mudanças climáticas é o declínio gelo do mar ártico. Os impactos desta perda de gelo no verão na sociedade do norte, Ecossistemas árticose o clima tanto localmente e mais longejá estão sendo sentidos.
Menos conhecidas são as mudanças dramáticas no gelo marinho de inverno em regiões como a Groenlândia e os Mares da Islândia, onde a redução nos últimos anos 30 é incomparável desde o 1900, quando os registros de gelo na região começaram.
Em um estudo publicado no Mudanças Climáticas Natureza, mostramos que a perda de gelo marinho nesta região subpolar está afetando a produção de água densa que forma a parte mais profunda do Circulação Meridional Transversal do Atlântico (AMOC). O AMOC é uma circulação oceânica que transporta água quente dos trópicos para o norte nas camadas superiores do Atlântico, com um fluxo de retorno de água fria para o sul em profundidade. Como tal, o efeito dessas mudanças poderia significar um clima mais frio na Europa Ocidental.
A perda do gelo marinho do inverno
Grande parte da água densa do AMOC é produzida nos mares da Groenlândia e Islândia através da transferência de calor e umidade do oceano para a atmosfera. A transferência de calor torna as águas superficiais nessas regiões mais frias, mais salgadas e mais densas, resultando em reviravolta convectiva da coluna de água. Também serve para aquecer a atmosfera nesta parte do mundo, muitas vezes resultando em formações de nuvens distintas vistas em imagens de satélite da região.
Quanta a transferência de calor, ou forçamento atmosférico, ocorre depende da magnitude da diferença de temperatura entre o ar e o mar e a velocidade do vento na superfície. Como resultado, é tipicamente maior perto da borda do gelo marinho, onde o ar polar frio e seco entra em contato com as águas superficiais quentes.
O R / V Knorr em condições de tempestade perto da Islândia, onde houve uma grande transferência de calor e umidade do oceano para a atmosfera. Kjetil Våge
Retiro De Gelo Do Mar E Convecção Do Oceano
Em nosso estudo, mostramos que o recuo do gelo marinho no inverno levou a uma grande redução na intensidade da convecção oceânica nos mares da Groenlândia e da Islândia. Essas mudanças aumentam a possibilidade de menos calor ser transferido do oceano para a atmosfera nessas regiões, resultando em um AMOC mais fraco, o que, por sua vez, significa menos água subtropical trazida para o norte e, em última instância, um possível resfriamento da Europa.
Além de um grande forçamento atmosférico, a convecção oceânica ocorre tipicamente em regiões onde há um contraste de densidade vertical fraco, geralmente dentro de uma corrente oceânica fechada conhecida como giro ciclônico. Isso torna mais fácil para a virada convectiva se estender a maiores profundidades no oceano. Até recentemente, os giros nos mares da Groenlândia e da Islândia, que são pré-condicionados para a convecção oceânica, estavam situados perto da borda de gelo e, como resultado, a força atmosférica era grande, resultando em reviravoltas convectivas profundas.
No entanto, o recuo de inverno do gelo do mar agora mudou as regiões de maior atmosfera forçando longe destes giros. Em outras palavras, as regiões onde o forçamento é maior e as regiões mais suscetíveis à convecção oceânica se afastaram. Desde os 1970s, isso resultou em uma redução aproximada de 20% na magnitude deste forçamento, ou transferência de calor do oceano para a atmosfera, sobre os giros da Islândia e do Mar da Groenlândia.
O R / V Knorr em condições de tempestade perto da Islândia, onde houve uma grande transferência de calor e umidade do oceano para a atmosfera. Kjetil VågeImpacto no Oceano e na Europa
Usando um modelo oceânico de camada mista, investigamos o impacto dessa redução do forçamento atmosférico. No Mar da Groenlândia, mostramos que a diminuição do forçamento provavelmente resultará em uma transição fundamental na natureza da convecção oceânica. De fato, os resultados do nosso modelo sugerem uma mudança de um estado de convecção de profundidade intermediária para uma em que apenas ocorre uma convecção superficial.
Como o Mar da Groenlândia fornece grande parte da água de profundidade média que preenche os Mares Nórdicos, essa transição tem o potencial de alterar as características de temperatura e salinidade desses mares. No mar da Islândia, demonstramos que uma redução contínua no forçamento atmosférico tem o potencial de enfraquecer a circulação oceânica local que recentemente mostrou suprir um terço da água densa ao parte profunda do AMOC.
Observações, proxies e simulações de modelos sugerem que um enfraquecimento do AMOC ocorreu recentemente e modelos prevêem que esta desaceleração continuará. Tal enfraquecimento do AMOC teria impactos dramáticos no clima do Atlântico Norte e da Europa Ocidental. Em particular, reduziria o volume de água quente transportada na superfície para a Europa Ocidental. Isso reduziria a fonte de calor que mantém o clima da região benigno.
Embora haja um debate considerável sobre a dinâmica do AMOC, um mecanismo proposto para o seu declínio atual e previsto é um reaquecimento das águas superficiais - por exemplo, devido ao aumento da água derretida da camada de gelo da Groenlândia. Uma menor salinidade reduz a densidade da água superficial, tornando mais difícil a ocorrência de convecção oceânica.
No entanto, grande parte dessa descarga de água doce está apta a ser exportada para o equador sistema atual de limite ao redor da Groenlândia. Isso limita a propagação direta para os giros nos mares da Groenlândia e da Islândia, onde ocorre a convecção oceânica. Mais trabalho é, portanto, necessário para determinar como e onde - e em que prazos - essa água doce permeia o Atlântico Norte.
No entanto, nossos resultados sugerem que outros possíveis mecanismos para uma desaceleração no AMOC podem estar em ação, como a redução na magnitude do forçamento atmosférico que desencadeia a reversão convectiva nos mares da Groenlândia e da Islândia. Este processo também resultaria em uma desaceleração do AMOC, reduzindo novamente o aquecimento que a Europa experimenta. Nossos resultados reforçam a idéia de que uma Europa quente requer um Atlântico Norte frio, o que permite grandes transferências de calor e umidade do oceano para a atmosfera. Um aquecimento do Atlântico Norte com o recuo associado do gelo marinho de inverno, portanto, tem o potencial de resultar em um resfriamento da Europa através de uma desaceleração do AMOC.
Se estas transferências continuam a declinar no futuro ainda é uma questão em aberto, assim como o seu impacto no AMOC e no clima europeu.
Sobre os Autores
Kent Moore é professor de física na Universidade de Toronto.
Ian Renfrew é professor de Meteorologia na Universidade de East Anglia.
Kjetil Våge é cientista pesquisador em oceanografia física na Universidade de Bergen.
Robert Pickart é cientista sênior em Oceanografia Física na Woods Hole Oceanographic Institution.
Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.
