Veltihringrás Atlantshafs

Varla er hægt að ætlast til þess að meginþorri lesenda haldi þræði í raðpistlum ritstjóra hungurdiska - en fyrir þá fáu sem enn vilja sækja til sjávar má spinna lengi enn.

Síðast var fjallað um það sem kallað er AMO (eða AMV). Sem vonlegt er er þessari skammstöfun (fjölárahitasveiflur Atlantshafs) oft ruglað saman við aðra, AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) - veltihringrás Atlantshafsins. 

Vindar ráða mestu um yfirborðsstrauma hafsins - þeir vekja líka lóðréttar hreyfingar - ekki aðeins með blöndun yfirborðslaga, heldur geta þeir líka dregið sjó úr djúpinu. Breytingar á vindi geta þannig haft mikil áhrif á yfirborðshita heimshafanna. 

Kuldi ríkir í undirdjúpum allra heimshafanna, í hitabeltinu líka - það ástand er ein af furðum náttúrunnar. Þótt varmastreymi um botn hafanna sé lítið nægir það samt til þess að hita höfin öll upp á tugum árþúsunda, Jarðsagan er löng, alveg nógu löng til þess að sjá um slíka upphitun - en samt ríkir kuldi. Það þýðir einfaldlega að honum er viðhaldið á einhvern hátt. Eini kælimöguleikinn er á yfirborði sjávar - á þeim hafsvæðum sem eru nægilega sölt og lofthiti nægilega lágur til að kæla sjóinn það mikið að hann getur sokkið og haldið kulda undirdjúpanna við. Hafísinn er í nokkru jókerhlutverki - hann getur bæði ýtt undir og dregið úr djúpsjávarmynduninni - allt eftir aðstæðum hverju sinni. 

Á jarðsögulegum tíma hafa heimshöfin ýmist verið köld eða hlý. Samheiti er til fyrir kalda sjóinn á erlendum málum - „psychrosphere“ - af gríska orðinu „psychros“ sem mun þýða „kaldur“. Við gætum notað orðið „kuldahvel“ - ritstjórinn leitar stöðugt að betur hljómandi orði sem skilar merkingunni - en hefur ekki fundið. 

Andardráttur kuldahvelsins hefur verið misöflugur - en það getur kafnað - og þá hlýnar það smám saman. Það er þó álitamál hvort köfnun þess væri fagnaðarefni - því þá er hætt við súrefnisneyð í hafinu. 

Við kælingu (og saltskiljun við hafísmyndun) missir yfirborðssjórinn flot og sekkur þar til hann finnur sjó þar sem flotið er enn minna. Nú á tímum myndast djúpsjór bæði við Suðurskautslandið og í Norður-Atlantshafi - en ekki í Norður-Kyrrahafi. Svo naumt stendur að lítilsháttar hallarekstur er á ferskvatnsbúskap Atlantshafs - miðað við Kyrrahafið - meira gufar upp en rignir við Atlantshafið - úrkoman skilar sér á vatnasvæði Kyrrahafs og lækkar yfirborðsseltu þess lítillega - nægilega þó til þess að djúpsjávarmyndun á sér ekki stað í því norðanverðu. 

Djúpsjórinn sem myndast í suðurhöfum er lítillega þyngri en sá sem myndast í Norður-Atlantshafi. Allt djúphaf sunnan Íslands er upprunnið í suðurhöfum. Norræni djúpsjórinn leggst ofan á. Samskipti norræna og suðræna djúpsjávarins geta raskast á löngum tíma - og hugmyndir eru uppi um að það gerist öðru hvoru á jökulskeiðum ísaldar - risavaxnir atburðir eru vel hugsanlegir. - En slíkt mun varla yfirvofandi. 

Mjög lítill varmaflutningur á sér stað milli norður- og suðurhvels jarðar í Kyrrahafi - en aftur á móti flytur Atlantshafið varma yfir miðbaug. Að greina ástæðurnar í þætti er ekki einfalt - en uppgufunarjöfnuðurinn áðurnefndi kemur við sögu - sem og geislunarbúskapur jarðarhvelanna tveggja.

Í ljós hefur komið að býsnaöflugir djúpsjávarstraumar liggja til suðurs í Atlantshafi vestanverðu - einhvern veginn verða þeir til í vindleysi undirdjúpanna. Með bókhaldsuppgjöri (og fleiri kúnstum) má sýna fram á að þeir hljóta að vera afleiðing af djúpsjávarmyndun norðurhafa. Sú hugsun kemur þá upp að djúpsjávarmyndunin sé einhvern vegin völd að því að meira geti borist af hlýsjó að sunnan norður í höf en væri án hennar. 

Nú kann þessi síðasta hugsun að vera rétt - menn eru meira að segja farnir að ganga út frá því að svo sé. - En sannleikurinn er samt sá að dæminu hefur ekki alveg verið lokað. 

En aftur að nafni og skammstöfun, AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation). Við ættum nú að skilja öll orðin. Atlantshafið vitum við auðvitað hvað er, en bendum á að hér er það allt undir - líka sá hluti þess sem er sunnan miðbaugs. „Meridional“ þýðir „lengdarbundin“ - bókstaflega „hádegisbaugabundin“ - í stefnuna norður-suður. „Overturning“, orðið þýðir nokkurn veginn „umsnúningur“ vísar til veltu. Sjór kemur til norðurs að sunnan, hluti hans missir flot, sekkur og snýr síðan aftur til suðurs í undirdjúpum (þó ofan á suðurhafasjónum). „Circulation“ þýðir „hringrás“. AMOC er því „hin lengdarbundna veltuhringrás Atlantshafsins“.

AMOC er efri hluti (leggur) hinnar almennu veltihringrásar heimshafanna allra (MOC) og „andar“ fyrir efstu 2 km kuldahvelsins - neðri hlutinn (leggurinn) á uppruna sinn við Suðurskautslandið - og sér um að anda fyrir það sem dýpra liggur. 

Hvernig í ósköpunum getum við mælt þessa hringrás? Atlantshafið er gríðarstórt og margur hliðarlekinn hugsanlegur út úr meginstraumakerfunum. - Jú, það er helst að menn reyni að mæla styrk Golfstraumsins við austurströnd Norður-Ameríku - og djúpstrauma neðarlega í landgrunnshlíðinni þar undir. Einnig leggja menn út mikil snið um Atlantshafið þvert og reyna að gera upp bókhaldið. 

Flestar þessar mælingar eiga sér ekki langa sögu - varla nógu langa til að af þeim verði dregnar mjög víðtækar ályktanir. Það hefur þó komið í ljós að breytileiki þess sem verið er að mæla (ekki endilega heildarstyrkur veltuhringsins) virðist mun meiri frá ári til árs en menn höfðu áður talið. Þegar þessi mikli breytileiki kom fyrst í ljós birtust margar fréttir um „hrun“ hringrásarinnar og fleira í þeim dúr. - En svo kom í ljós að þessi breytileiki virðist hluti af eðlilegu ástandi kerfisins. 

Í vetur birtist mjög góð yfirlitsgrein (sjá vísun hér að neðan) þar sem farið er í saumana á því sem nú er best vitað um veltihringrásina. Það væri ástæða til að ræða þessa grein frekar - en vafasamt að slík yfirferð gagnist nema mjög fáum lesendum hungurdiska. Það er líka nær vonlaust að halda löngum og flóknum frásagnarþræði á bloggi. - Við lítum þó á eina beina tilvitnun (s.9):

„[N]o observational study to date has successfully linked SST changes to AMOC variability.“ Í gróflegri þýðingu: Engum rannsóknum hefur enn tekist að tengja saman sjávarhitabreytingar og breytileika veltihringrásarinnar“. Með öðrum orðum engin haldföst tengsl hafa enn fundist milli AMOC og AMO. 

Við skulum samt hafa í huga að þótt það hafi ekki tekist er ekki þar með sagt að tenging sé engin. Skotheldar mælingar á hringrásinni hafa varla verið gerðar - og þær sem þó eru til hafa aðeins staðið í stuttan tíma. 

Ritstjóri hungurdiska mun e.t.v. skrifa nokkra fleiri sjávartengda pistla á næstunni. 

Vitnað var í: Buckley og Marshall (2016), Observations, inferences and mechanisms of the Atlantic Meridional Overturning Circulation: A review. Reviews of Geophysics, 2016. 

Athugasemdir

[Halldór Egill Guðnason, 11.5.2016 kl. 03:04]

Þakka fróðlegan pistil, eins og síðuhöfundar er von og vísa. Hér suður undir Cape Horn og djúpt suður úr Malvinaseyjum, þar sem undirritaður starfar á sjó við fiskveiðar, eru straumar svo öflugir, að leitun er að öðru eins. Allur fróðleikur um samspil strauma og hitastigs, er því vel þeginn og sá er þetta ritar, les alla pistla sem um þetta kunna að fjalla.

 Góðar stundir, með kveðju að sunnan.

[kristinn geir steindórsson briem (IP-tala skráð) 11.5.2016 kl. 11:59]

ágæt grein. traust skrifa að djúpsjórin við suðurskautið sé þýngri en við norðurpólin gæti skýríngin verið sú að suðurskautið er land fyrirstaða en norðurpóllin er að nokkru leiti á floti þanig að sjór kemst undir hann