圣彼得堡国立大学科学家研究大西洋历史并探知其未来
圣彼得堡国立大学海洋学家和极地研究基金“南森中心”的专家一起研究出了一种算法,根据该算法可以知道大约70年前大西洋深对流区域发生了什么。这些区域中,海水从洋面流入洋底,这就影响着有多少热量进入到北极地带。研究结果将帮助科学家们弄清楚北部地区的气候在未来将如何变化。
世界大洋中的水流运动可以用一个大型传送带的形式来表现,这个传送带将温暖的洋面水运送到北大西洋和更远的北冰洋,而冰冷的深海水则从北向南流动。尽管近几十年来,北极地带冰川融化加速的原因一直存在争议,但科学家们认为,其中一项可能的因素就是洋流热量输入的增加。
这些洋面和深海水流通过深对流过程而彼此产生关联。在一些极地附近地区,洋面的海水变冷,密度变大并流入海底,这一过程被称为对流。如果海洋向大气中释放大量的热量,那么这一过程将变得更加激烈,整个全球传输带将加速运行。如今,科学家们已经知道北大西洋中有4个深对流区,分别位于格陵兰海、拉布拉多海、伊尔明格海,以及拉布拉多海和伊尔明格海之间。
“对流区的面积相对于整个大洋来说并不大,直径约为100公里,而且每年冬天,这些区域会在不同的时间出现在不同的地点。在现有的为数不多的海洋观测下很难发现这些区域”,项目负责人、圣彼得堡国立大学副教授,地理学副博士伊戈尔·巴什马契尼科夫介绍道,“我们在过去的10-15年间对对流强度进行了一些可靠的观测,但放在气候变化的大框架中,这个时间对于准确判断气候过程的发展趋势来说还是太短了”。
为了解决这一问题,海洋学家们研究了新的算法,这一算法以1950年至今的观测数据为基础。这样就可以弄清楚过去70年间,三个海洋中的对流强度是如何变化的。伊戈尔·巴什马契尼科夫指出,所获得的结果是出人意料的。比如,之前都认为伊尔明格海中的对流并不是很显著,然而它对全球传送带的运行速度产生的影响最大,也就是对北极地带“输送”热量的影响最大。目前世界各国很多科学家们都在谈论的格陵兰冰川的快速消融,还未对深对流并产生本质的影响。
“我们也可以按照30年对对流发展的周期进行划分”,圣彼得堡国立大学海洋学家说道,“这些周期在之前由于不同大气和海洋特性的波动而被人们知晓,但现在是首次揭示了深对流强度的变化。我们目前可以看到,变暖的速度有所下降,这可能就是30年周期性在整个趋势中的体现”。
科学家们在下一阶段将对预测机制进行研究:他们将使用同样的算法,但该算法将以气候模型数据为基础。“北极地带气候变化无常的原因在很多方面仍然令人费解,”伊戈尔·巴什马契尼科夫解释说,“我们的工作将有助于理解目前气候变化的机制”。
项目名称为“海洋副极地和极地区域中的深对流在变化的气候条件中的进程,及其与淡水水流和热流的关系,对大西洋子午线温盐循环的影响”,由俄罗斯科学基金会资助,编号№ 17-17-01151。