LOS ALAMOS, NM, 24 febbraio 2021 - Il mare di Beaufort, il più grande serbatoio di acqua dolce dell'Oceano Artico, ha aumentato il suo contenuto di acqua dolce del 40% negli ultimi due decenni, mettendo a rischio i modelli climatici globali. Un rapido rilascio di questa acqua dolce nell'Oceano Atlantico potrebbe devastare il delicato equilibrio climatico che determina il clima globale.

"Un rilascio di acqua dolce di queste dimensioni nel subpolare Nord Atlantico potrebbe avere un impatto su un modello di circolazione critico, chiamato Atlantic Meridional Overturning Circulation, che ha un'influenza significativa sul clima dell'emisfero settentrionale", ha affermato Wilbert Weijer, autore del Los Alamos National Laboratory sul progetto.

Uno studio di modellazione congiunto condotto da ricercatori e collaboratori di Los Alamos dell'Università di Washington e NOAA si è immerso nei meccanismi che circondano questo scenario. Il team ha inizialmente studiato un precedente evento di rilascio verificatosi tra il 1983 e il 1995 e, utilizzando traccianti di coloranti virtuali e modelli numerici, i ricercatori hanno simulato la circolazione oceanica e seguito la diffusione del rilascio di acqua dolce.

"Le persone hanno già trascorso molto tempo a studiare il motivo per cui l'acqua dolce del Mare di Beaufort è diventata così alta negli ultimi decenni", ha detto l'autore principale Jiaxu Zhang, che ha iniziato il lavoro durante la sua borsa di studio post-dottorato presso il Los Alamos National Laboratory nel Centro per studi non lineari. Ora lavora al Cooperative Institute for Climate, Ocean and Ecosystem Studies della UW. "Ma raramente si preoccupano di dove va l'acqua dolce e pensiamo che sia un problema molto più importante."

Lo studio è stato il più dettagliato e sofisticato nel suo genere e ha fornito informazioni numeriche sulla diminuzione della salinità in specifiche aree oceaniche e sulle rotte di rilascio di acqua dolce. L'esperimento ha mostrato inaspettatamente che la maggior parte dell'acqua dolce raggiunge il Nord Atlantico (il Mare del Labrador) attraverso uno stretto insieme di passaggi tra il Canada e la Groenlandia, chiamato Arcipelago canadese.

La visione tradizionale aveva per lo più considerato il trasporto di acqua dolce liquida sotto forma di ghiaccio marino attraverso lo stretto di Fram (un passaggio tra la Groenlandia e le Svalbard). È stato dimostrato che il rilascio di acqua dolce riduce significativamente la salinità nel Mare del Labrador: un rinfrescamento di 0.2 unità pratiche di salinità (psu) sugli scaffali occidentali e di 0.4 psu localmente nella corrente del Labrador.

Tuttavia, la versione modellata era basata sui volumi di acqua dolce del passato, dagli anni '1990. Ora, quel volume è significativamente maggiore, più di 23,300 chilometri cubi, a causa di un modello di circolazione insolitamente persistente chiamato Beaufort Gyre e del declino senza precedenti del ghiaccio marino. Se questo volume molto grande di acqua dolce viene rilasciato nell'Atlantico settentrionale, anche gli impatti potrebbero essere molto grandi. L'impatto esatto è ancora sconosciuto. "Il nostro studio sull'evento di rilascio precedente offre un quadro dei potenziali impatti di un rilascio futuro e più ampio", ha affermato Weijer.

Anche il modello utilizzato nello studio è stato in parte sviluppato a Los Alamos. È l'Energy Exascale Earth System Model versione 0 (E3SMv0), che incorpora il Parallel Ocean Program (POP) di LANL e il suo potente modello di ghiaccio marino, CICE.

“Questo lavoro è un ottimo esempio degli innovativi approcci di modellazione oceanica di Los Alamos; e dimostra anche la leadership del Laboratorio nella scienza del clima ad alta latitudine attraverso progetti come l'applicazione ad alta latitudine e il test di modelli di sistemi terrestri (HiLAT-RASM) ", ha affermato Weijer.

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Il documento: "Rinfrescante del mare di Labrador collegato al rilascio di acqua dolce di Beaufort Gyre". Nature Communications. Jiaxu Zhang, Wilbert Weijer, Michael Steele, Wei Cheng, Tarun Verma e Milena Veneziani. DOI 10.1038 / s41467-021-21470-3

Il finanziamento: questa ricerca è stata finanziata dal DOE Office of Science degli Stati Uniti, un premio LANL LDRD, un premio di borsa di studio postdoc CNLS e il NOAA.

Il Los Alamos National Laboratory, un istituto di ricerca multidisciplinare impegnato nella scienza strategica per conto della sicurezza nazionale, è gestito da Triad, un'organizzazione scientifica per la sicurezza nazionale orientata al servizio pubblico, ugualmente di proprietà dei suoi tre membri fondatori: Battelle Memorial Institute (Battelle), Texas A&M University System (TAMUS) e Regents of the University of California (UC) per la National Nuclear Security Administration del Department of Energy.

Los Alamos migliora la sicurezza nazionale garantendo la sicurezza e l'affidabilità delle scorte nucleari statunitensi, sviluppando tecnologie per ridurre le minacce provenienti dalle armi di distruzione di massa e risolvendo problemi relativi all'energia, all'ambiente, alle infrastrutture, alla salute e ai problemi di sicurezza globale.

LA-UR-21-21767