一只海洋,多种思想:北极的协同科学
北冰洋海冰的丧失是全球气候变化的关键指标,是极地地区现代气候学的基本问题。在过去几十年中收集的数据显示了北极海冰的显着变化,表明北极可能进入显着且可能的不可逆转的变化的过渡期。
极性转换
在过去的几十年中,北冰洋夏天海冰的程度以每十年的平均速度降低了11%。近年来,这一减少也伴随着厚度和成熟度的减少:北极海洋在2005年至2008年间失去了42%的多年冰(冰至少在至少一个北极夏季存活的冰)。

对观察数据的集体努力
为了跟踪北冰洋内的这些显着变化,阿拉斯加大学费尔班克斯的科学家构思了一个创新和协作的观察项目,称为纳森和Amundsen盆地观察系统(Nabos)。Nabos成立于2002年,Nabos专注于北极东部的欧亚盆地(由南肯和Amundsen盆地组成),利用各种观测方法,如系泊浮标和海洋学调查。作为Nabos的主导科学家,Igor Polyakov教授与来自几个不同国家的科学家合作,收集了记录的重要信息,了解北冰洋的气候变化。该计划还通过支持多个研究生和船上暑期学校来涵盖外联和教育。
重点改变
NABOS项目的首要目标是建立北冰洋气候变化的统一图像。为了实现这一目标,NABOS的团队调查了多个海洋研究领域,包括:环流模式、热力学状态的变化、混合速率、化学成分和海冰。NABOS项目的成功主要依赖于来自广泛国家、机构和科学学科的科学家的有效合作。协作方法是获得重复海洋学部分和长期维护系泊浮标的关键。为了应对观察到的海冰急剧减少,NABOS团队的一个重点是调查最近海冰减少背后的机制。
Nabos计划的成功主要依赖于来自各种国家,机构和科学学科的科学家的有效合作

对于该计划在2002年的概念之后的前八个夏天,Nabos国际研究团队每年都进行了北极巡航。但是,自2013年以来,巡航每隔一年都遭遇。
该团队的主要监测工具包括一系列停泊处,在积极的冰层下方锚定到海底。已经精心地选择了系泊位置以捕获系统的关键元素,例如循环模式,不同水质之间的相互作用,以及在深海盆地和浅架边界中的运输。
在最先进的研究船上进行的海洋调查补充了以系泊为基础的观测,并为收回和重新部署系泊提供了机会。对整个方案收集到的数据进行分析,以提供关于各种海洋和气候变量的资料,包括:海洋湍流、温室气体、温度、盐度、碱度和洋流。综合这些观测结果,我们就能了解海洋活动的大致情况。这些数据是在NABOS巡航期间收集的,然后在网上公开,供全球研究人员分析。
收集高纬度地区的海洋数据是出了名的具有挑战性,科学家们经常面临恶劣的工作条件,如雪、冰、低能见度和负温度。尽管面临这些挑战,NABOS巡查收集了重要的数据,这些数据对极地气候学有重大贡献。
建立联系
自节目开始以来,Nabos已经制定了几个主要调查结果,这极大地提高了我们对北冰洋最近转型的理解。例如,Nabos观察是在2000年代识别北极海洋的戏剧性变暖的关键,这达到了2006年至2008年之间的峰值。
2002年至2015年间收集的Nabos观察大大提高了我们对最近海冰后果的机制的理解
此外,2013年至2015年收集到的NABOS观测数据大大增加了我们对近期海冰减少背后机制的理解。大气强迫,通过太阳加热水面,被认为是一个主要的原因,海洋冰的损失。然而,最近NABOS的数据揭示了一个复杂的次级机制,加剧了北极海冰的减少。
在中间深度,来自大西洋的温泉水在北部流入东北角。防止来自该大西洋水的热量达到表面作为覆盖的冷水层,“卤划线”(〜50-150m深度)提供有效的绝缘屏障。然而,近年来,Halocline层变得显着弱,导致分层减少并提示过渡到新的海洋状态:没有强烈的卤块层的存在,可以从潜在的温暖大西洋垂直转移热量。这种增强的向上热通量大大降低了冬季海冰的速率,有助于近年来观察到的海冰覆盖。
问答
为什么东北角是收集观察数据的重要位置?
在未来的北极海洋研究中需要解决的问题是什么?
NABOS计划的下一步是什么?
只有通过持续的观测,才能解决与北极气候变化有关的重要问题
技术进步如何改变观测数据在高纬度地区获得的方式?