The deep Greenland Sea is warming faster than the World Ocean

Ayer, en la página de facebook os dejaba el enlace a la nota de prensa que ha publicado el AWI (por si alguien anda perdido, AWI son las siglas del Alfred Wegener Instititute donde trabajo) en alemán a ráiz del interés despertado en distintos medios tras la publicación del artículo 'Increasing amounts of Arctic Ocean deep waters in the Greenland Sea' en la revista Geophysical Research Letters, del que os he hablado (aquí o aquí) . Se me hace raro publicar una especie de entrevista a mí misma en mi blog, pero ahí la tenéis. Creo que os será bastante fácil de entender, y si no ya sabéis click arriba en dejar un comentario y preguntad lo que queráis.

Yesterday on the facebook page, I left you the link to the press release that AWI (in case someone is lost, AWI is the acronym of the Alfred Wegener Institute where I work) has published in German due to the interest shown by different media after the publication of the article 'Increasing Amounts of Arctic Ocean deep waters in the Greenland Sea' in the scientific journal Geophysical Research Letters. I have previously told about it (here or here). It's kind of strange to post a sort of interview to myself on my blog, but there you have it. I think it will be quite easy to understand, but you know to do in case you have any question: click above 'comentarios' and ask whatever you want.

Las aguas profundas del Mar de Groenlandia se calientan más rápido que el resto del Océano.

Bremerhaven 23 de septiembre 2013. El calentamiento actual de las aguas profundas del Mar de Groenlandia es alrededor de diez veces mayor que el calentamiento medio estimado para el resto del Océano. Los científicos del Instituto Alfred Wegener  -Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina- han publicado recientemente estos resultados en la revista Geophysical Research Letters. Para su estudio, analizaron los datos de temperatura disponibles desde 1950 hasta 2010 en el Mar de Groenlandia, la cual es una zona oceánica situada justo al sur del Océano Ártico.

The deep Greenland Sea is warming faster than the World Ocean

Bremerhaven 25th September 2013. Recent warming of the Greenland Sea Deep Water is about ten times higher than warming rates estimated for the global ocean. Scientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research recently published these findings in the journal Geophysical Research Letters. For their study, they analysed  temperature data from 1950 to 2010 in the abyssal Greenland Sea, which is an ocean area located just to the south of the Arctic Ocean.

Thousands of Meters Below The Ice.

For those that don't know neither me nor the blog, I will take advantage that I wrote this post for the blog of the GEO journal and of the institute where I work (AWI blog), and I will present myself again. 

My name is Raquel Somavilla and I’m an oceanographer. I work at the Alfred Wegener Institute (AWI) since one year ago, and I live in Bremerhaven although I’m Spanish. I’m studying at AWI the deep water masses of the Arctic Ocean and the Greenland Sea. Maybe it doesn’t sound very exciting, but don’t trust in the appearances.

Why should we care about the deep water masses of the Arctic? Well, most of you probably know about the high vulnerability of the Arctic to climate change due to among other reasons the big changes in sea surface temperature or ice cover that are taking place here. However, the importance of the Arctic not only resides in the surface. Few things are known about the changes that could be taking place in the deep waters (until 5000 m. depth), because for a long time the deep Arctic Ocean has been considered imperturbable to the remaining changes observed in the surface.

Besides, in the Arctic Ocean and Greenland Sea, deep water formation takes place. This is a very important process for our climate, because these waters that sink to the bottom are substituted by warner waters coming from southern latitudes at the surface. Without these movements of warm waters at the surface from the Equator to the Polar Regions, and cold waters at the bottom from the Poles to the Equatorial regions, the low latitudes would become warmer and warmer, and the high latitudes colder and colder. This is one of the ways in which the deep Arctic Ocean and Greenland Sea contribute to the regulation of our climate, and for this reason the changes in their deep water masses are very important.  What are the causes of these changes? Well, the changes in the deep water masses of the Arctic and the Greenland Sea have the origin in processes thousands of meters above and thousands of kilometers away. It will take me a little while to explain how, but if you read until the end you will understand.

Fig. 1. Map of the Arctic Ocean and Greenland Sea and temperature and salinity measurements in these ocean basins (see text below for further explanation). (Source: Raquel Somavilla).

In Fig. 1, I show you a map of the Arctic Ocean and the Greenland Sea including temperature and salinity data measured in these ocean basins (To know how we measure temperature and salinity in the ocean you can read this previous post). In the map you also see a white arrow. It represents an important current entering the Greenland Sea from further south in the Atlantic; then, in the Arctic Ocean through Fram Strait; and flowing all around the Arctic until its exit again through Fram Strait towards the North Atlantic. The maximum representation of this current is the flow of Atlantic water that you can identify all along the Arctic through a subsurface temperature and salinity maximum (they are the shadow areas that I mark you in the temperature and salinity vertical profiles in Fig. 1 b and c).

What does this picture tell us about the Greenland Sea and the Arctic Ocean? The main feature of the Greenland Sea that we can infer from Fig. 1b and c is that temperature and salinity are quite homogenous from the surface to the bottom (4000 m.) in comparison with the Arctic Ocean. It is the result of a process known as open ocean convection which is a very effective mechanism of mixing due to the strong cooling during the winter months. Why is the water column in the Arctic Ocean different? Because in the Arctic the presence of the ice and fresh water in the surface enhances the stability of the upper layer and deep convection, as occurs in the Greenland Sea, cannot take place. What more things do you notice in Fig. 1? I suppose that the presence of warmer and saltier waters in the deep Arctic Ocean, further north than the Greenland Sea, could result an odd feature. What are the reasons for that? I explain below, but first I need to leave you another figure. Look at it while you read the next paragraph. 

Fig. 2 Processes of deep water formation in the Arctic Ocean. (Source: Raquel Somavilla, AWI).

During the winter, very, very low air temperatures occur in the Arctic. The sea surface temperature decreases until the freezing point and ice formation takes place. The ice cannot incorporate the salt present in the sea water, and so when the ice is formed the salt leaves the ice increasing the salinity and density of the surface waters. The ice formation mainly takes place on the Arctic shelves. From there, these denser waters created on the shelves (plumes) will deepen in the water column until its density equals that of the waters at the same depth. Similar to a snow ball, the volume of the plumes increases as they ‘fall’ down the slope, because they incorporate ambient water in their descent, as the scheme in Fig. 2 shows. To understand how this works, we can imagine a black snow ball falling down a white mountain. As it descends, its volume increases getting lighter, and lighter grey, because it takes white snow from the mountain, while the mountain also results darker. The water that our ‘snow ball’ takes from the mountain (slope) belongs to the flow of Atlantic water that we already know. We also have seen that the Atlantic flow transports warm and salty water. Thus, our ‘snow balls’ falling along the slope in the Arctic take part of the heat and salt in the Atlantic layer and transport it to deeper levels. It explains why as we move into the Arctic Ocean following the white arrow in Fig. 1 (dots pass from pink to dark red in the map and in Fig. 1b and c) the deeper waters become warmer and saltier while the Atlantic flow becomes colder and fresher.  

So, I hope now you understand why the origin of the deep waters in the Arctic and Greenland Sea is in surface processes; in water that comes from southern latitudes in the Atlantic; and that any change that they provoke in the deep waters of the Arctic and Greenland Sea will have the potential to affect our climate.  I find the understanding of the physical mechanisms linking all these processes at different compartments in the ocean climate really exciting, and I feel lucky that my research may contribute to it.  

However, we didn't take only measurements of the deep water masses of the Arctic during our cruise. We did a lot of things. In previous posts you have more information about that. Below, you have some nice pictures of our cruise in the Arctic. I know sometimes they are the best part of a post ;-). I hope you like it. 

(Source: Raquel Somavilla, AWI)

(Source: Raquel Somavilla, AWI)

Sobre mi trabajo II

Esta es la primera imagen que se me vino a la cabeza cuando me enteré de que me venía a trabajar al AWI. ¿Por qué? Bueno, como ya os dije el AWI es un centro de investigación oceanográfica polar  y además sabía que mi proyecto era en el Ártico, así que la asociación de ideas está clara, ¿no? Luego, llegué aquí, puse los pies en la Tierra (no voy a trabajar con osos polares, je,je,je) y fui descubriendo cosas cada vez más y más interesantes sobre el que está siendo mi trabajo aquí. Se podría titular 'CHANGES IN THE DEEP ARCTIC OCEAN'. Os cuento algunas cosas.

Supongo que casi todos habréis oído hablar de la circulación termohalina, esa especie de cinta transportadora que regula nuestro clima llevando las aguas cálidas en superficie hacia zonas polares donde se enfrían y se hacen más densas, exportando después en profundidad desde las zonas polares las aguas más frías y densas que se forman en estas áreas.

Una de las zonas más importantes de formación de agua profunda es el Atlántico Norte (su agua profunda se conoce como Agua Profunda NorAtlántica o North Atlantic Deep Water, NADW). Ahora bien, esa agua no se forma en un único lugar sino que es la suma de distintas masas de agua profundas originadas en distintos lugares en el Atlántico Norte. Pues bien, las aguas profundas que se forman en el interior del Ártico forman el 40% de esa NADW, por lo que son muy, muy importantes para la circulación termohalina y nuestro clima.

Mapa batimétrico del océano Artico
http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/fliers/04mgg03.html (1),

La flecha rosa representa el Agua Atlántica entrando en el Ártico y circulando alrededor de todo el Ártico bordeando el talud hasta volver a salir a través de Fram Strait. Las flechas blancas representan los aportes de agua dulce y el movimiento del hielo.  ¡Me hace gracia porque mis mapas empiezan ahora donde terminaban los que utilizaba antes !

Seguro que también habéis oído/leído que el Océano Ártico ha sufrido cambios drásticos, algunos puede que irreversibles, en los últimos años. Sin embargo, la mayoría de esos cambios se han detectado en su temperatura superficial (aumento de temperatura), cobertura de hielo (disminución de la superficie cubierta por el hielo), o la cantidad de agua dulce en superficie (aumento de agua dulce y disminución de la salinidad superficial). Muy poco se sabe sobre  los cambios que hayan podido tener lugar en sus capas más profundas (hasta 5000 metros de profundidad) porque durante mucho tiempo el Océano Ártico ha sido considerado en sus capas más profundas inalterable al resto de cambios que se estaban midiendo, es decir, se suponía que sus propiedades de temperatura, salinidad, etc. no cambiaban.

Así que eso es lo hago ahora, estudiar como son los cambios que se están produciendo en las aguas profundas del Ártico y cuales son sus causas. Soy una privilegiada por ser una de las primeras en poder ver todo eso y disponer de un montón de datos para hacerlo. Me encantaría contaros más sobre eso pero como en el 'un, dos, tres ...responda otra vez', 'tarjetita por ahí y hasta aquí puedo leer' porque todavía no he publicado los resultados y contarlo aquí podría suponer un problema, pero tal como tenga el artículo enviado y aceptado os lo cuento para que lo sepáis de primera mano.

¿Algo más claro lo que hago? Espero que sí.

(1) Jakobsson, M., N.Z. Cherkis, J. Woodward, R. Macnab, and B. Coakley. New grid of Arctic bathymetry aids scientists and mapmakers; Eos, Transactions, American Geophysical Union,  v. 81, no. 9, p. 89, 93, 9. 

Aquí es donde trabajo

Como os dije, no sólo quería hablar de Ciencia. Así que para mi segunda entrada, me apetecía enseñaros donde trabajo ahora.

El verano pasado comencé a trabajar en el Alfred-Wegener-Institut für Polar-und Meeresforchung (http://www.awi.de/en/), más conocido como AWI, asi que desde hace 6 meses estoy viviendo en Bremerhaven, al norte de Alemania, donde el AWI tiene su sede. Su nombre ya dice mucho sobre lo que hago porque traducido al español significa que trabajo en el Instituto de Investigación Oceanográfica Polar Alfred Wegener. Esta semana os cuento lo que hago, prometido.

Edificio D (Gebaude D) del AWI en Bremerhaven.

En el AWI trabajan unas 1000 personas, lo cual no parece gran cosa comparado con un gran banco o una gran empresa internacional pero si lo es para un centro de investigación oceanográfica. Estos son algunos de los edificios del AWI en Bremerhaven. El primero es el edificio D con forma de barco. La parte de arriba es la biblioteca y es fantástica. Ya la haré unas fotos para que la veáis.

Edificio E (Gebaude E) del AWI en Bremerhaven.

Ésta de aquí es la entrada del Edificio E. Me encanta. Tiene muchísima luz y es muy acogedor. Aquí es donde voy a clase de alemán con otros compañeros chinos, japoneses, franceses, ingleses, mejicanos, italianos, canadienses, americanos, etc. De todo un poco. ¡¡¡Es genial!!! (voy a intentar que me enseñe cada uno algún plato típico, ji,ji). En la parte de arriba está la cafetería donde a veces vamos a comer. Tiene una terraza estupenda aunque ahora hace un poco de frío para comer fuera ;-)

Yo no trabajo en ninguno de esos dos edificios. Yo trabajo en un pequeño edificio llamado Nordseevilla al final de ese paseo, y en el que ahora no hay ni un barco porque está completamente congelado.

¿Qué os parece?