최근 기후 변화의 가장 극적인 특징 중 하나는 여름 북극 바다 얼음. 이번 여름 얼음 유실이 북부 사회에 미치는 영향, 북극 생태계, 그리고 기후 둘 다 장소 상에서 그리고 더 나아가 외지의, 이미 느끼고 있습니다.
덜 알려진 것은 그린란드와 아이슬란드 해와 같은 지역에서 겨울 해빙의 극적인 변화인데, 이 지역에서 얼음 기록이 시작된 30년 이후 지난 1900년 동안의 감소는 유례가 없었습니다.
에 발표 된 연구에서 자연 기후 변화, 우리는 이 아한대 지역의 해빙 손실이 지구의 가장 깊은 부분을 형성하는 조밀한 물의 생산에 영향을 미치고 있음을 보여줍니다. 대서양 자오선 순환 전복 (AMOC). AMOC는 열대 지방에서 온난한 해수를 대서양 상층으로 운반하고 차가운 해수를 깊은 곳에서 남쪽으로 되돌려 보내는 해양 순환입니다. 이와 같이 이러한 변화의 영향은 서유럽의 더 시원한 기후를 의미할 수 있습니다.
겨울 바다 얼음의 손실
AMOC의 밀도가 높은 물의 대부분은 해양에서 대기로 열과 수분이 전달되어 그린란드와 아이슬란드 해에서 생성됩니다. 열 전달은 이 지역의 표층수를 더 차갑고 염도가 높으며 밀도가 더 높게 만들어 결과적으로 대류 전복 물기둥의. 그것은 또한 세계의 이 지역의 대기를 따뜻하게 하는 역할을 하여 종종 이 지역의 위성 이미지에서 볼 수 있는 독특한 구름 형성을 초래합니다.
얼마나 많은 열 전달 또는 대기 강제력이 발생하는지는 대기-해양 온도 차이의 크기와 표면 풍속에 따라 다릅니다. 결과적으로 일반적으로 차갑고 건조한 극지방의 공기가 따뜻한 지표수와 처음 접촉하는 해빙 가장자리 근처에서 가장 큽니다.
R/V Knorr는 바다에서 대기로 열과 습기가 많이 전달되는 아이슬란드 근처의 폭풍우 조건에 있었습니다. 크제틸 보게
해빙 후퇴 및 해양 대류
우리 연구에서 우리는 겨울 해빙의 후퇴가 그린란드와 아이슬란드 해에서 해양 대류의 강도를 크게 감소시켰다는 것을 보여줍니다. 이러한 변화는 이 지역에서 해양에서 대기로 더 적은 열이 전달될 가능성을 높이고, 그 결과 AMOC가 약해지며, 이는 다시 북쪽으로 가져오는 아열대 해수가 적어지고 궁극적으로 유럽이 냉각될 수 있음을 의미합니다.
큰 대기 강제력 외에도 해양 대류는 일반적으로 수직 밀도 대비가 약한 지역, 일반적으로 사이클론 환류로 알려진 닫힌 해류 내에서 발생합니다. 이것은 대류 역전이 더 쉽게 바다의 더 깊은 곳까지 확장되도록 합니다. 최근까지 그린란드해와 아이슬란드해의 환류는 해양 대류에 대한 전제 조건이 얼음 가장자리 가까이에 위치했으며 그 결과 대기 강제력이 커서 대류 전복이 심해졌습니다.
그러나 해빙의 겨울 후퇴는 이제 가장 큰 대기 강제력이 있는 지역을 이 환류에서 멀리 이동시켰습니다. 즉, 강제력이 가장 큰 지역과 심해 대류에 가장 취약한 지역이 서로 멀어졌습니다. 1970년대 이후, 이것은 아이슬란드와 그린란드해 환류를 통해 이 강제력의 크기 또는 해양에서 대기로의 열 전달의 약 20% 감소를 가져왔습니다.
R/V Knorr는 바다에서 대기로 열과 습기가 많이 전달되는 아이슬란드 근처의 폭풍우 조건에 있었습니다. 크제틸 보게바다와 유럽에 미치는 영향
혼합층 해양 모델을 사용하여 감소된 대기 강제력의 영향을 조사했습니다. 그린란드해에서 우리는 강제력의 감소가 그곳에서 해양 대류의 특성에 근본적인 전환을 초래할 가능성이 있음을 보여줍니다. 실제로 우리의 모델 결과는 중간 깊이 대류 상태에서 얕은 대류만 발생하는 상태로의 변화를 제안합니다.
그린란드해는 북유럽해를 채우는 중간 깊이의 물을 많이 제공하기 때문에 이러한 전환은 이 바다의 온도와 염분 특성을 변화시킬 가능성이 있습니다. 아이슬란드 해에서 우리는 대기 강제력의 지속적인 감소가 최근 밀도가 높은 물의 XNUMX/XNUMX을 아이슬란드에 공급하는 것으로 나타난 지역 해양 순환을 약화시킬 가능성이 있음을 입증합니다 AMOC의 깊은 부분.
관찰, 프록시 및 모델 시뮬레이션 AMOC의 약화가 최근에 발생했음을 시사하며 모델은 이 둔화가 계속될 것으로 예측합니다. 이러한 AMOC의 약화는 북대서양과 서유럽의 기후에 극적인 영향을 미칠 것입니다. 특히 표면에서 서유럽으로 운반되는 따뜻한 물의 양을 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 지역의 기후를 온화하게 유지하는 열원을 줄일 수 있습니다.
AMOC의 역학에 관한 상당한 논쟁이 있지만, 현재 및 예측되는 감소에 대해 제안된 메커니즘 중 하나는 예를 들어 그린란드 빙상에서 용융수 증가로 인한 지표수의 담수화입니다. 염도가 낮으면 지표수의 밀도가 낮아져 해양 대류가 발생하기가 더 어려워집니다.
그러나 이 담수 배출의 대부분은 경계 전류 시스템 그린란드 주변. 이것은 해양 대류가 발생하는 그린란드와 아이슬란드 해의 환류로 직접 확산되는 것을 제한합니다. 따라서 이 민물이 북대서양에 어떻게, 어디서, 어떤 시간 척도에 스며드는지 결정하기 위해서는 추가 작업이 필요합니다.
그러나 우리의 결과는 그린란드와 아이슬란드 해에서 대류 전복을 유발하는 대기 강제력의 크기 감소와 같은 AMOC의 둔화에 대한 다른 가능한 메커니즘이 작용할 수 있음을 시사합니다. 이 과정은 또한 AMOC의 둔화를 초래하여 유럽이 경험하는 온난화를 다시 감소시킵니다. 우리의 결과는 따뜻한 유럽이 차가운 북대서양을 필요로 한다는 아이디어를 강화하여 바다에서 대기로 열과 습기를 많이 전달할 수 있습니다. 따라서 겨울 해빙의 후퇴와 관련된 북대서양의 온난화는 AMOC의 둔화를 통해 유럽을 냉각시킬 가능성이 있습니다.
이러한 이전이 미래에 계속 감소할지 여부는 AMOC 및 유럽 기후에 미치는 영향과 마찬가지로 여전히 미해결 문제입니다.
저자 정보
켄트 무어(Kent Moore)는 토론토 대학의 물리학과 교수입니다.
Ian Renfrew는 University of East Anglia의 기상학 교수입니다.
Kjetil Våge는 베르겐 대학교의 물리 해양학 연구 과학자입니다.
Robert Pickart는 Woods Hole Oceanographic Institution의 물리 해양학 선임 과학자입니다.
