Salah satu fitur yang paling dramatis dari perubahan iklim baru-baru ini adalah penurunan es laut Arktik musim panas. Dampak dari hilangnya es musim panas ini di masyarakat utara, terus berlanjut Ekosistem Arktik, dan iklim keduanya lokal dan selanjutnya jauh, sudah terasa.

Kurang terkenal adalah perubahan dramatis dalam es laut musim dingin di daerah seperti Greenland dan Iceland Seas, di mana penurunan selama 30 tahun terakhir tak tertandingi sejak 1900, ketika es catatan di wilayah tersebut dimulai.

Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di Nature Climate Change, kami menunjukkan bahwa hilangnya es laut di wilayah subpolar ini mempengaruhi produksi air padat yang merupakan bagian terdalam dari Sirkulasi Atlantik Atlantik (AMOC). AMOC adalah sirkulasi laut yang membawa air hangat dari daerah tropis ke utara di lapisan atas Atlantik dengan aliran balik air dingin ke arah selatan pada kedalaman. Dengan demikian, efek dari perubahan ini bisa berarti iklim yang lebih dingin di Eropa barat.

The Loss Of Musim Dingin Es Laut

Sebagian besar air padat di AMOC diproduksi di Lautan Greenland dan Islandia melalui transfer panas dan kelembaban dari laut ke atmosfer. Perpindahan panas membuat permukaan air di daerah ini lebih dingin, asin dan lebih padat, sehingga menghasilkan a konvektif menjungkirbalikkan dari kolom air. Hal ini juga berfungsi untuk menghangatkan suasana di bagian dunia, sering mengakibatkan formasi awan khas terlihat pada gambar satelit dari daerah.

Berapa banyak perpindahan panas, atau atmosfer memaksa, terjadi tergantung pada besarnya perbedaan suhu udara-laut dan kecepatan angin permukaan. Akibatnya, itu biasanya terbesar dekat tepi laut es di mana dingin dan udara kering kutub pertama datang ke dalam kontak dengan permukaan air hangat.

R / V Knorr dalam kondisi badai di dekat Islandia dimana terjadi perpindahan panas dan kelembaban dari laut ke atmosfer. Kjetil Våge

Retret Es Laut dan Konveksi Laut

Dalam penelitian kami, kami menunjukkan bahwa mundurnya es laut musim dingin telah menyebabkan pengurangan besar dalam intensitas konveksi samudra di Lautan Greenland dan Islandia. Perubahan ini meningkatkan kemungkinan lebih sedikit panas yang ditransfer dari laut ke atmosfer di wilayah ini, yang mengakibatkan AMOC lebih lemah, yang pada gilirannya berarti lebih sedikit air subtropis yang dibawa ke utara dan pada akhirnya kemungkinan pendinginan di Eropa.

Selain besar atmosfer memaksa, konveksi samudera biasanya terjadi di daerah di mana ada kontras densitas vertikal lemah, biasanya dalam arus laut tertutup dikenal sebagai pilin siklon. Hal ini membuat lebih mudah bagi konvektif menjungkirbalikkan untuk memperluas ke kedalaman yang lebih besar di laut. Sampai saat ini, gyres di Greenland dan Iceland Seas yang aspal untuk konveksi samudera yang terletak dekat dengan tepi es dan, sebagai hasilnya, atmosfer memaksa itu besar, mengakibatkan konvektif terbalik dalam.

Namun, retret musim dingin dari es laut kini telah menggeser daerah dengan atmosfir terbesar yang memaksa menjauh dari gyres ini. Dengan kata lain, daerah dimana pemaksaannya terbesar dan daerah yang paling rentan terhadap konveksi laut dalam telah bergeser. Karena 1970s, ini menghasilkan perkiraan pengurangan 20% dalam besaran perpindahan ini, atau perpindahan panas dari laut ke atmosfer, di atas gyres Islandia dan Laut Greenland.

R / V Knorr dalam kondisi badai di dekat Islandia dimana terjadi perpindahan panas dan kelembaban dari laut ke atmosfer. Kjetil VågeDampak Di Lautan Dan Eropa

Menggunakan model laut campuran-layer, kita telah menyelidiki dampak ini berkurang atmosfer memaksa. Di Laut Greenland kami menunjukkan bahwa penurunan memaksa kemungkinan akan menghasilkan transisi fundamental dalam sifat konveksi laut di sana. Memang hasil model kami menunjukkan perubahan dari keadaan antara kedalaman konveksi satu di mana hanya konveksi dangkal terjadi.

Sebagai Laut Greenland menyediakan banyak air pertengahan mendalam yang mengisi Nordic Seas, transisi ini memiliki potensi untuk mengubah suhu dan salinitas karakteristik laut tersebut. Di Laut Islandia, kami menunjukkan bahwa pengurangan lanjutan di atmosfer memaksa berpotensi melemahkan sirkulasi laut lokal yang baru-baru ini telah ditunjukkan untuk memasok sepertiga dari air padat ke bagian dalam AMOC.

Pengamatan, proksi, dan simulasi model menunjukkan bahwa pelemahan AMOC baru-baru ini terjadi, dan model memprediksi bahwa perlambatan ini akan berlanjut. Pelemahan AMOC semacam itu akan berdampak dramatis pada iklim Atlantik Utara dan Eropa barat. Secara khusus, itu akan mengurangi volume air hangat yang diangkut di permukaan menuju Eropa barat. Hal ini akan mengurangi sumber panas yang menjaga iklim kawasan ini tidak berbahaya.

Meskipun ada banyak perdebatan mengenai dinamika AMOC, satu mekanisme yang diusulkan untuk penurunan arus dan perkiraannya adalah penyegar dari permukaan air - misalnya karena air lelehan yang meningkat dari Lembar Es Greenland. Salinitas yang lebih rendah mengurangi kerapatan air permukaan, sehingga lebih sulit konveksi samudra terjadi.

Namun, sebagian besar debit air tawar ini cenderung diekspor ke arah khatulistiwa melalui sistem arus batas sekitar Greenland. Ini membatasi penyebaran langsung ke gyres di Lautan Greenland dan Islandia dimana terjadi konveksi samudra. Oleh karena itu, pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk menentukan bagaimana dan di mana - dan pada rentang waktu berapa - air tawar ini menyelimuti Atlantik Utara.

Namun, hasil kami menunjukkan bahwa kemungkinan mekanisme lain untuk perlambatan di AMOC mungkin sedang berjalan, seperti pengurangan besarnya tekanan atmosfer yang memicu konveks konveksi di Lautan Greenland dan Islandia. Proses ini juga akan mengakibatkan perlambatan AMOC, sekali lagi mengurangi pemanasan yang dialami Eropa. Hasil kami memperkuat gagasan bahwa Eropa yang hangat membutuhkan Atlantik Utara yang dingin, yang memungkinkan perpindahan panas dan kelembaban dari laut ke atmosfer. Sebuah Atlantik Utara yang memanas dengan mundurnya masa depan es laut musim dingin memiliki potensi untuk menghasilkan pendinginan di Eropa melalui perlambatan AMOC.

Apakah transfer ini terus menurun ke masa depan masih menjadi pertanyaan terbuka, seperti juga dampaknya terhadap iklim AMOC dan Eropa.

Tentang Penulis

Kent Moore adalah Profesor Fisika di Universitas Toronto.
Ian Renfrew adalah Profesor Meteorologi di University of East Anglia.
Kjetil Våge adalah ilmuwan riset dalam oseanografi fisik di University of Bergen.
Robert Pickart adalah Ilmuwan Senior dalam Oseanografi Fisik di Institusi Oseanografi Woods Hole.

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.