Temperatuur Noord-Atlantische Oceaan jo'jode op en neer in laatste 60 jaar

Zorgt de mondiale opwarming ervoor dat de Noord-Atlantische Oceaan steeds warmer wordt? NIOZ promovenda Femke de Jong toont aan dat over de laatste 60 jaar de temperatuur van het oppervlaktewater eerst daalde en daarna weer net zoveel steeg. Het waargenomen cyclische verloop hangt samen met lange-termijn variaties in de dominante windrichting en –kracht en een veranderde afkoeling door de atmosfeer. Korte-termijn metingen met verankerde meetapparatuur toonden aan dat in de koudste winters er een diepe verticale menging van watermassa’s plaatsvindt doordat het oppervlaktewater dan zo sterk afkoelt, dat het zwaarder wordt dan het diepere oceaanwater. Toekomstige klimaatmodellen zullen met deze variaties beter rekening moeten houden, omdat ze van grote invloed zijn op wisselwerking tussen oceaan en lucht. De Jong verdedigt haar proefschrift op 18 oktober aan de Universiteit Utrecht.

Het noordelijk deel van de Noordelijke Atlantische Oceaan staat grote hoeveelheden warmte af aan de atmosfeer en is daarmee gedeeltelijk verantwoordelijk voor het milde klimaat in Nederland. De Irmingerzee tussen Groenland en IJsland is een van de diepe bekkens waar deze warmte-uitwisseling plaatsvindt.

Lange-termijn veranderingen
De jaarlijkse waarnemingen vanaf Nederlandse, Engelse en Duitse onderzoeksschepen laten eerst opwarming en verzilting tussen 1950 en 1970 zien, gevolgd door ongeveer 1 °C afkoeling en verzoeting tot halverwege de jaren ‘90 en tenslotte weer opwarming en verzilting in de laatste 15 jaar (fig. 2). Van een continue opwarming is dus zeker geen sprake. Deze langzame variaties in de temperatuur en het zoutgehalte vinden plaats in de bovenste 2 km van de waterkolom (de lokale diepte is ongeveer 3 km) en hebben daarom een groot effect op de totale warmte inhoud van de Irmingerzee. De daling van 1970 to 1995 en de stijging daarna wordt voornamelijk veroorzaakt door variaties in het weer boven de Noord Atlantische Oceaan. In de luchtdrukverdeling, de combinatie van windrichting en –kracht (de windschuifspanning) en de warmteoverdracht van de atmosfeer wordt een schommeling gezien die samenvalt met de veranderingen in zoutgehalte en temperatuur van de oceaan. Tijdens de jaren ‘80 en ‘90 was er een versterkte warmteoverdracht van de oceaan naar de atmosfeer, waardoor de oceaan afkoelde. Tegelijkertijd veranderde een versterkte windschuifspanning de oceaanstroming in het gebied.

Seizoensvariatie: Diepe menging in de winter
In de meeste gebieden in de oceaan blijft de afkoeling door de atmosfeer beperkt tot een relatief dunne oppervlaktelaag van ongeveer 100 m. Er zijn echter plaatsen waar de afkoeling in de winter zo sterk is, dat het oppervlaktewater zwaarder wordt dan de diepere laag, waardoor het zinkt en mengt met het diepere water. Dit verschijnsel van diepe convectie werd in de tussen Groenland en Canada gelegen Labradorzee al vaker gemeten. Hier koelde het water begin jaren ‘90 zo sterk af dat de waterkolom tot op ruim 2 km diepte doorgemengd werd. De Jong: “Ook bij kleinere dipjes in de temperatuur in onze tijdserie in de Irmingerzee zien we een duidelijk verband van het zoutgehalte en de watertemperatuur met eerdere diepe menging in de Labradorzee. Dit komt doordat het daar gevormde diepe water vervolgens doorstroomt naar de oostelijkere diepe bekkens, de Irmingerzee en het IJslandbekken”.

Korte-termijn metingen met verankerde instrumenten.
Tot het begin van deze eeuw vermoedde men dat diepe convectie in de Noord Atlantische Oceaan alleen in de Labradorzee voorkwam. De twee NIOZ--verankeringen die in het kader van het LOCO programma (Long-term Ocean Climate Observations) in de Irmingerzee werden uitgezet, hebben echter ook daar tijdens de koude winter van 2007 op 2008 menging tot op 1 km diepte gemeten. Ook in de Irmingerzee kan de door het weer veroorzaakte forcering aan het zeeoppervlak dus grote invloed hebben op de verticale temperatuuropbouw van de waterkolom met grote gevolgen voor totale de warmte-inhoud van het bekken.

Gevolgen voor klimaatontwikkeling.
Aangezien de warmtecapaciteit van de oceaan direct samenhangt met de temperatuuropbouw van de gehele waterkolom, zijn de gemeten processen van groot belang voor de klimaatontwikkeling in het gebied. De huidige klimaatmodellen zijn nog niet in staat om deze goed te simuleren. Het is daarom zaak om deze processen beter in toekomstige klimaatmodellen en -beschouwingen mee te nemen.

Bron: Koninklijk Nederlands Instituut voor Zeeonderzoek