海洋学家发现破坏北极海冰的“热弹”

由加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的物理海洋学家领导的一个团队在一项新研究显示，暖流是如何从太平洋流入北冰洋并加速海冰从下面融化的。  这项研究主要由美国海军研究办公室资助，将所谓的水下“热弹”描述为全球变暖驱动的侵蚀正在比地球上几乎任何其他地方更快地改变北冰洋的性质的许多机制之一。越来越多的证据表明，作为全球气候稳定来源的北极海冰可能会在一年中的更多时间里消失。

斯克里普斯海洋研究所的物理海洋学家、探险队的首席科学家和论文的主要作者Jennifer MacKinnon说：“北极地区海冰加速融化的速度一直难以准确预测，部分原因是冰、海洋和大气之间所有复杂的局部反馈；这项工作展示了海水作为这些反馈的一部分在变暖中发挥的巨大作用。 ”

这项研究最近发表在《自然通讯》杂志上。

北极是一个不寻常的海洋，因为它被盐度而不是温度分层。世界上大多数海洋的表面附近有较温暖的水，下面有较冷的水。然而，在北极地区，有一个表面层是冷的，受到河流流出和加速冰雪融化的影响。温暖的、相对较咸的水从太平洋通过白令海峡进入，然后是阿拉斯加北部海岸的巴罗海谷，当水流过狭窄的通道时，巴罗海谷就像一个喷嘴。

由于这些水比北极表层的水更咸，它的密度足以 "俯冲"，或潜入新的北极表层之下。它的运动产生了潜伏在表层水以下的非常温暖的“水袋”。科学家们在过去十年中一直看到这些地表下的“暖水袋”在加强。

这些所谓的水下“热弹”刚好稳定到能够持续数月或数年，在靠近北极的主冰层下向北远处旋转，并在其中的热量逐渐但稳定地向上扩散以融化冰层时破坏该冰层的稳定。然而，直到现在，暖水潜入的过程既没有被观察到也没有被理解。没有这种理解，气候科学家们就无法将这种重要的影响纳入预测模型，其中一些模型对加速的海冰融化率预测不足。鉴于在过去十年左右，温暖的太平洋源水的涌入一直在增长，这项工作增加了越来越多的证据，即作为全球气候稳定来源的北极海冰可能在一年的大部分时间里消失。

在美国海军研究办公室资助的2018年考察中，科学家们首次在行动中捕捉到这些戏剧性的 "俯冲"事件之一。该小组综合使用了斯克里普斯海洋研究所多尺度海洋动力学小组开发的新型海洋学仪器、迈阿密大学同事分析的卫星观测数据、美国国家海洋和大气管理局的剖面浮标数据、在一个名为 "变化中的北冰洋 "项目中工作的英国和德国同事收集的生物样本，以及其他几个机构同事的详细数据分析。

“该小组的成功突出了当我们以新的方式观察自然界时，我们可以看到新的视角，”斯克里普斯海洋研究所海洋学家马修-阿尔福德说。他表示："如果没有多个同时进行的仪器套件，包括在斯克里普斯开发的遥感和定制的船载和自主剖面仪，就不可能对支配北极热传输的复杂过程有如此详细的了解。

斯克里普斯多尺度海洋动力学小组的仪器包括一个定制的 "快速CTD "传感器，它可以从船上进行非常快速的剖面测量，以及一个自主的 "Wirewalker"，它利用海浪的力量来驱动剖面测量。这些仪器使科学家们能够获得复杂海洋过程的高分辨率图像，从而更好地了解它们的工作细节。