By Havens stora kontinentomslagsströmmar, som var och en rör sig lika mycket vatten som alla världens floder tillsammans, kan med rätta betraktas som planetens cirkulationssystem. Och den här cirkulationen verkar ha börjat dunka snabbare: I nästan 25 år har strömmarna snabbt påskyndats, delvis på grund av den globala uppvärmningen.
Det är slutsatsen av en ny uppsats idag i Science Advances. Baserat på observationer i kombination med modeller hävdar författarna att från 1990 till 2013 ökade strömmarnas energi med cirka 15% per decennium. ”Detta är en riktigt stor ökning”, säger Susan Wijffels, en oceanograf vid Woods Hole Oceanographic Institution. ”Det kommer att stimulera en hel del annat arbete.” Om accelerationen är verklig kan den påverka jetströmmar, vädermönster och mängden värme som lagras i havets djup.
Oceanografer har misstänkt att klimatuppvärmningen påverkar havscirkulationen, men hittills har observationer inte visat en trend, säger Hu Shijian, oceanograf vid Chinese Academy of Sciences Institute of Oceanology och huvudförfattare till studien. Kuroshio-strömmen, som löper upp i östra Asien, har tyckts stabil, medan Agulhas, som flyter längs Afrikas östra kust, har breddats och sprickat sig till slingrande virvlar. Atlantens Gulfström kan försvagas när den arktiska smältan saktar föraren, sjunkande saltvatten i Nordatlanten, medan strömmarna i Stilla havet har sett en stark uppgång. Hu beslutade att endast en global syn kunde avslöja någon övergripande trend.
ANMÄL DIG TILL VÅRT DAGLIGA NYHETSBREV
Få mer fantastiskt innehåll som detta levererat direkt till dig!
E-postadress *
Inga kontinuerliga, direkta mätningar av strömmar runt om i världen finns dock tillgängliga. Istället vände sig Hu team till så kallade reanalyser, som kombinerar observationer av havet och atmosfären med datormodeller för att fylla i luckorna och skapa en global bild. Tillvägagångssättet är knepigt att använda under årtionden: Förändringar i observationer, till exempel när nya satelliter kommer online, kan orsaka okända fördomar.
Så Hus team kombinerade fem olika reanalyser av havscirkulationen, i hopp om att deras olika metoder skulle kunna avslöja en sann trend. Från var och en extraherade de havets kinetiska energi månad för månad, i en grov skala som skulle ignorera turbulensen av virvlar och stormar. Och var och en visade en tydlig ökning med början runt 1990.
Var den verklig? En titt på data från Argo-matrisen, en flotta med nästan 4000 robotflottor som används runt om i världen, var det bästa testet. Flötarna har guppat upp och ner i havets översta 2000 meter under de senaste 15 åren, mätt temperatur och salthalt. De spårar inte hastighet genom vattenkolonnen. Men deras data visar var vindar har staplat upp vatten, vilket bidrar till att skapa skillnader i tryck som driver storskaliga flöden. Genom att kombinera dessa data med flottörernas egna strömburna banor, kan utredarna rekonstruera totala strömmar och deras hastighet.
Datauppsättningen, sammanställd av oceanograf Alison Gray från University of Washington, Seattle, täcker bara 6 år, från 2005 till 2010, men Hu fann att det avslöjar en ännu tydligare global speedup än de nya analysmodeller. ”Bevisen i Argodata är helt häpnadsväckande”, säger Eleanor Frajka-Williams, en oceanograf vid Storbritanniens National Oceanography Centre, som inte var en del av studien.
Gray säger att hon blev skrämd av accelerationens storlek. Men hon noterar att havvindar, som driver de flesta strömmar, har stadigt ökat under de senaste 3 decennierna. Och Hu säger att det finns goda bevis för att mänsklig aktivitet har bidragit till att stärka den. Till exempel på södra halvklotet har ozonuttunningen och växthusuppvärmningen förändrat den atmosfäriska cirkulationen för att driva södra oceanens berömda västliga vindar söderut, vilket kanske orsakar en liten förstärkning och spridning av den antarktiska cirkumpolära strömmen. Under tiden har värmen från den värmande tropiska Atlanten gått till Walker Circulation, ett ekvatoriellt mönster som driver Stillahavshandelns vindar.
Ändå kan naturliga fluktuationer inte uteslutas, säger Gerrit Lohmann, klimatforskare vid Alfred Wegeners Institute. Under de senaste decennierna har långsiktig kylning av västra Nordamerika orsakat Stillahavets vindar att plocka upp – och att kylning kan återspegla naturliga svängningar i havets tillstånd. Andra forskare tvivlar på dessa cykler existerar. Hursomhelst, Hu tror att svängningarna kan vara ansvariga för mest en-third av vinden speedup.
Havsaccelerationen kan ha effekter som sträcker sig över hela världen. Starkare tropiska strömmar kan till exempel bära mer varmt vatten till högre breddgrader. Eftersom koldioxid (CO2) är mindre löslig i varmt vatten, kan det bromsa havets upptag av CO2 från atmosfären. Uppvärmningen med hög latitud kan också skifta vädermönster. Samtidigt tillägger Hu att accelerationen genom att nå djupt in i havet kan öka lagringen av värme i djupet, vilket bidrar till att bromsa uppvärmningen på land. ”Detta är den första globala studien”, säger Janet Sprintall, medförfattare och oceanograf vid Scripps Institution of Oceanography. ”Det finns en hel del osäkerhet.”
Oceanografer kommer sannolikt att fläkt ut för att testa studiens resultat. Kanske kan den starkaste bekräftelsen komma från uppdaterade data från Argo-flottarna, som kommer ut senare i år. Ändå kommer det förmodligen att ta ytterligare ett decennium av observationer för att vara säker på att trenden är verklig och drivs av den globala uppvärmningen, säger Wijffels. ”Denna uppsats belyser hur illa förberedda vi är för att verkligen diagnostisera vad som händer.”
