Zmiana miejsca powstawania gęstej wody w wyniku topnienia lodu na Grenlandii
Atlantycka Południkowa Cyrkulacja Wymienna (AMOC) to system prądów oceanicznych na Oceanie Atlantyckim. Odpowiada ona za transport ciepłych mas wody blisko powierzchni z obszarów tropikalnych do rejonu Mórz Nordyckich – Grenlandzkiego, Islandzkiego i Norweskiego. Tam ciepła woda ochładza się, opada w kierunku dna i na tych dużych głębokościach prądy przenoszą ją z powrotem w kierunku południowym. W miarę ochładzania się wód ciepło uwalniane z nich do atmosfery pomaga utrzymać stosunkowo łagodny klimat w północno-zachodniej Europie w porównaniu z innymi krajami na tych samych szerokościach geograficznych. W warunkach ocieplającego się klimatu zmienia się jednak proces, w ramach którego dochodzi do schładzania mas ciepłej wody. Z tego względu potrzebne jest lepsze zrozumienie tego, jak i gdzie powstaje gęsta woda. Dzięki wsparciu otrzymanemu w ramach programu działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (MSCA) zespół projektu SUPERFLOW postanowił znaleźć odpowiedź na to pytanie.
Przepływ gęstej wody w ramach AMOC
Z Mórz Nordyckich zimna i gęsta woda przedostaje się na północny obszar Oceanu Atlantyckiego, opływając Islandię w postaci dwóch głębokowodnych prądów, które przechodzą przez korytarze w podwodnym Grzbiecie Grenlandzko-Szkockim. Jak podaje stypendystka MSCA Stefanie Semper z Uniwersytetu w Bergen(odnośnik otworzy się w nowym oknie): „Globalne modele klimatyczne nie uwzględniają tych wąskich prądów ani nie przedstawiają dokładnie procesów powstawania gęstej wody. Z kolei ich zrozumienie jest ważne dla dokładniejszego przewidywania przyszłego stanu AMOC w modelach klimatycznych”. Semper postanowiła ustalić, w którym miejscu w obrębie tych prądów tworzy się gęsta woda i jakimi korytarzami podąża, zanim rozdzieli się na dwa wspomniane prądy głębokowodne.
Unikalne dane zebrane dzięki cumie w Morzu Islandzkim
Północno-zachodnia część Morza Islandzkiego dopiero w ostatnim czasie stała się wolna od lodu, więc wcześniejsze obserwacje w okresie zimowym były ograniczone. W 2016 roku Semper i jej współpracownicy umieścili tam cumę z 25 instrumentami przymocowanymi do niej na długości całego słupa wody. Jednak przypadkowo cuma została umieszczona na nieco płytszym dnie morskim, niż zamierzano. Na szczęście instrumenty pozostały sprawne przez dwa lata, dostarczając unikalnych pomiarów temperatury, zasolenia i prądów oceanicznych. Szeregi czasowe o wysokiej rozdzielczości umożliwiły Semper powiązanie sezonowego formowania się „warstwy mieszanej” z występowaniem krótkoterminowych zjawisk atmosferycznych. „Ponadto wyniki tych analiz wspierają(odnośnik otworzy się w nowym oknie) dowody na to, że na Morzu Islandzkim masy gęstej wody tworzą się obecnie dalej na zachód niż cztery dekady temu, co jest następstwem cofania się granicy lodu w kierunku Grenlandii i związanego z tym silnego wymuszania atmosferycznego”, wyjaśnia Semper. Ta gęsta woda może zasilać głębokie prądy zboczowe na północ od Islandii, a tym samym przelewać się przez Grzbiet Grenlandzko-Szkocki – łącząc się z gęstą wodą z Morza Grenlandzkiego.
Zainteresowanie młodzieży tematem prądów oceanicznych i zmiany klimatu
Jako główna badaczka projektu SUPERFLOW, Semper miała swobodę w realizowaniu swoich zainteresowań badawczych i budowaniu swojej kariery naukowej. Złożyło się na to między innymi 21 miesięcy spędzonych w światowej sławy Woods Hole Oceanographic Institution w Stanach Zjednoczonych. Obejmowało to również dzielenie się wiedzą zespołu z młodzieżą, między innymi na łamach artykułu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w serwisie „Frontiers for Young Minds”, a także za pomocą programu lekcji dla szkół średnich(odnośnik otworzy się w nowym oknie) opracowanego specjalnie dla portalu z zasobami edukacyjnymi na temat Ziemi – „Teach the Earth”. „Wykorzystanie w projekcie SUPERFLOW nowych i dotychczasowych danych obserwacyjnych, realistycznych symulacji numerycznych o wysokiej rozdzielczości i wyidealizowanych modeli zaowocowało nowym spojrzeniem na źródła, ścieżki i dynamikę przepływów gęstej wody zasilającej południowy komponent AMOC. Ma to kluczowe znaczenie dla dokładnego przewidywania odpowiedzi AMOC na wpływ zmiany klimatu”. To z kolei umożliwi tworzenie prognoz dotyczących klimatu Europy, a także (potencjalnie) pomoże w opracowywaniu interwencji i działań adaptacyjnych zwiększających naszą odporność.
