English

Warming of the oceans

Warming of the ocean occurs mostly in the uppermost 70 m, which have warmed by approximately 0.11°C/decade since 1971. It is only last few decades that the warming has penetrated to depths below about 700 meters. The warming alters the physical properties of the ocean and reduces water mixing. Hence the oceans become more stratified. Nutrients, which are found mostly deep in the ocean or on the ocean floor, are less likely to move up to the surface where photosynthesis takes place. This reduction in upwelling and down welling makes it more difficult for water rich in nutrients, such as nitrate and phosphate, to reach the surface and for oxygen to reach the lower depths of the ocean. These kinds of reductions can result in biomass loss and changes in species compositions as species are differently affected. There are also indications that oceans organisms are migrating following their optimum temperature ranges. Blue whiting and mackerel, for instance, have now migrated to Icelandic waters and are now common species, whereas they were rarely seen a few decades ago.

The thermo-haline circulation in the North Atlantic varies inter-annually. Research indicates that global warming is slowing down the ocean circulation in the Atlantic Ocean, however drastic changes such as shut down of the Gulf Stream are not considered very likely. Changes in ocean circulation will affect productivity, the fishing industry and absorption of CO2 from the atmosphere.

The majority of thermal energy at the Earth’s surface is stored in the ocean. Solar energy maintains atmospheric and ocean circulation, wind-driven and ocean-current circulations move warm water toward the poles and colder water toward the equator. Air currents are dependent on temperature differences, density distribution, global wind patterns, rotation of the Earth and the depth and the shape of the ocean floor. Temperature and salinity changes caused by precipitation or evaporation lead to different densities of seawater, which are the primary drivers of sea currents such as the Gulf Stream. The Gulf Stream transports warm, salty ocean from the equator to the northern Atlantic Ocean, where the warmer water loses heat to the atmosphere and cools down. The cooler, denser water sinks and becomes deep seawater, returned back to southern regions by the Labrador Current.

The heat-salinity cycle (thermo-haline circulation) affects nearly all the world’s oceans.  Source: nsidc.org.

Íslenska

Hlýnun sjávar

Hlýnun hafsins er mest við yfirborðið og hafa efstu 70 m þess hitnað um u.þ.b. 0,11°C á áratug síðan 1971. En síðan 1990 hefur orðið vart við hækkandi hitastig sjávar allt niður á 700 m dýpi. Hlýnunin breytir eðliseiginleikum hafsins og dregur úr blöndun þess. Næringarefni, sem eru mest á botni og í botnlögum, ná þá síður að berast upp í yfirborðið þar sem sólar nýtur og ljóstillífun plöntusvifsins fer fram, og súrefni á ekki eins greiða leið í neðri lög sjávar. Minni frumframleiðni plöntusvifsins hefur áhrif á alla fæðukeðjuna. Þá eru einnig vísbendingar um að lífverur færi sig til í sjónum til að vera sem næst kjörhitasvæði sínu. Kolmuni og makríll eru til dæmis í dag algengar tegundir við Ísland en þær sáust varla fyrir fáeinum áratugum.

Við aukningu gróðurhúsalofttegunda geta lífsskilyrði í sjó líka breyst vegna breytinga á sjávarstraumum. Styrkur hita- og seltuhringrásarinnar í Norður-Atlantshafi er breytilegur eftir veðurfari og árstíðum. Talið er mjög líklegt að hægi á hringrás hafstrauma í Atlantshafi á 21. öld en afar ólíklegt að stórfelldar og snöggar breytingar verði, s.s. að Golfstraumurinn stöðvist alveg. Breytingar á straumakerfi hafa áhrif á framleiðni vistkerfa í hafinu, fiskveiðar og upptöku kolefnis úr andrúmslofti.

Sólarorkan við yfirborð jarðar dreifist með aðstoð loft- og hafstrauma. Loftstraumar eru knúðir áfram af hitamun milli svæða og þeir toga yfirborð sjávar með sér. Stefna hafstraumanna ræðst af hitamun, eðlismassadreifingu, vindakerfum, snúningi jarðar og dýpt og lögun sjávarbotns. Hitastigs- og seltubreytingar vegna uppgufunar eða úrkomu breyta eðlismassa sjávar og koma af stað straumum, eins og Golfstraumnum, sem flytur meira vatna en allar ár í heiminum samanlagt. Golfstraumurinn flytur hlýjan, saltan sjó frá miðbaug norður í Atlantshaf þar sem varmi sjávarins hitar upp andrúmsloftið. Við það kólnar sjórinn, eðlismassi hans eykst svo hann sekkur og verður djúpsjór. Labradorstraumurinn flytur kaldan djúpsjó aftur suður á bóginn.

Hita-sletuhringrás heimshafanna. Heimild: http://visindavefur.is/svar.php?id=6372.