Det østlige Arktiske Oceans vinteris voksede mindre end halvt så meget som norm alt i løbet af det sidste årti på grund af den voksende påvirkning af varme fra havets indre, har forskere fundet.
Opdagelsen kom fra en international undersøgelse ledet af University of Alaska Fairbanks og det finske meteorologiske institut. Undersøgelsen, offentliggjort i Journal of Climate, brugte data indsamlet af havfortøjninger i det eurasiske bassin i det arktiske hav fra 2003-2018.
Fortøjningerne målte den varme, der blev frigivet fra havets indre til det øvre hav og havisen om vinteren. I 2016-2018 var den estimerede varmeflux omkring 10 watt pr. kvadratmeter, hvilket er nok til at forhindre, at 80-90 centimeter (knap 3 fod) havisen dannes hvert år. Tidligere varmefluxmålinger var omkring halvdelen af så meget.
"Tidligere, når man vejede atmosfærens og havets bidrag til smeltende havis i det eurasiske bassin, førte atmosfæren," sagde Igor Polyakov, en oceanograf ved UAF's International Arctic Research Center og FMI. "Nu fører havet for første gang. Det er en stor forandring."
Typisk isolerer et tykt lag koldt, friskere vand, kendt som en haloklin, den varme, der er forbundet med det indtrængende Atlanterhavsvand, fra havoverfladen og fra havisen.
Denne nye undersøgelse viser, at en unormal tilstrømning af s alt varmt vand fra Atlanterhavet svækker og fortynder haloklinen, hvilket tillader mere blanding. Ifølge den nye undersøgelse bevæger varmt vand af atlantisk oprindelse sig nu meget tættere på overfladen.
"Den normale position for den øvre grænse af dette vand i denne region var omkring 150 meter. Nu er dette vand på 80 meter," forklarede Polyakov.
En naturlig vinterproces øger denne blanding. Når havvand fryser, bliver s altet udstødt fra isen i vandet. Dette s altlageberigede vand er tungere og synker. I mangel af en stærk haloklin blander det kolde s alte vand sig meget mere effektivt med det mere lavvandede, varme atlantiske vand. Denne varme overføres derefter opad til bunden af havisen, hvilket begrænser mængden af is, der kan dannes om vinteren.
"Disse nye resultater viser den voksende og sprede indflydelse af varme forbundet med atlantisk vand, der kommer ind i det arktiske hav," tilføjede Tom Rippeth, en samarbejdspartner fra Bangor University. "De foreslår også, at en ny feedbackmekanisme bidrager til at accelerere tab af havis."
Polyakov og hans team antager, at havets evne til at kontrollere vinterisvækst skaber feedback, der fremskynder det samlede tab af havis i Arktis. I denne feedback forårsager både faldende havis og den svækkede haloklinbarriere, at havets indre frigiver varme til overfladen, hvilket resulterer i yderligere havistab. Mekanismen forstærker den velkendte is-albedo-feedback - som opstår, når atmosfæren smelter havis, hvilket forårsager åbent vand, som igen absorberer mere varme og smelter mere havis.
Når disse to feedback-mekanismer kombineres, accelererer de havisens tilbagegang. Havets varmefeedback begrænser havis vækst om vinteren, mens is-albedo-feedbacken lettere smelter den tyndere is om sommeren.
"Når de begynder at arbejde sammen, bliver koblingen mellem atmosfæren, isen og havet meget stærk, meget stærkere end den var før," sagde Polyakov. "Sammen kan de opretholde en meget hurtig issmeltning i Arktis."
Polyakov og Rippeth samarbejdede om en anden, associeret undersøgelse, der viser, hvordan denne nye kobling mellem havet, isen og atmosfæren er ansvarlig for stærkere strømme i det østlige Arktiske Ocean.
Ifølge denne forskning fordobledes strømmene i de øverste 164 fod af havet mellem 2004-2018 i styrke. Tab af havis, der gør overfladevand mere modtageligt for vindpåvirkninger, ser ud til at være en af de faktorer, der bidrager til stigningen.
De stærkere strømme skaber mere turbulens, hvilket øger mængden af blanding, kendt som shear, der forekommer mellem overfladevand og det dybere hav. Som beskrevet tidligere bidrager havblanding til en feedbackmekanisme, der yderligere accelererer havis fald.
Accelererede strømme har praktiske konsekvenser i Arktis. Skibsførere har brug for nøjagtige kort over strømme til navigation. Da strømme flytter havis, har olie- og gasudvindingsaktiviteter også brug for information om strømme.
