Grønlandspumpen er en vigtig del af det globale havcirkulationssystem. Når varmt og relativt salt havvand strømmer nordpå mod Grønland, bliver det afkølet, får højere densitet og synker mod dybet.
Havcirkulationen er med til at fordele varme fra de varme tropiske områder mod koldere egne og har derfor stor betydning for Jordens klima.
Klimaforandringer og øget tilførsel af ferskvand fra Grønlands indlandsis kan svække denne cirkulation og ændre transporten af varme i verdenshavene.
Videoforklaring af grønlandspumpen og golfstrømmen:
Plexiglaskaret der blev brugt i videoen er denne: Link
Grønlandspumpen – en enorm pumpe
Grønlandspumpen er en vigtig del af havcirkulationen i Nordatlanten og flytter meget store mængder vand. Den bevæge sig med hastigheder omkring 6,4 km/t, og det lyder jo ikke af meget, men da strømmen er både dyb og bred, bliver det til meget store mængder vand.
Grønlandspumpen transporterer omkring 12–21 millioner m³ vand i sekundet, hvilket svarer til cirka 380.000–660.000 km³ vand om året.
Grønlandspumpen – En varmepumpe?
Samtidig er havcirkulationen med til at flytte varme fra de varme områder omkring ækvator mod nordligere breddegrader. På den måde bidrager den til at køle de tropiske områder og til at gøre klimaet på den nordlige halvkugle, blandt andet i Europa, mildere.
Havcirkulationen er derfor en vigtig del af Jordens naturlige varmefordeling og har stor betydning for det klima, vi kender i dag.
Sådan fungerer Grønlandspumpen
For at der kan ske dybvandsdannelse ved Grønland, skal havvandet have en høj densitet. To processer er især med til at øge densiteten og vil bliver forklaret nedenfor:
- Fordampning, som øger vandets salinitet.
- Afkøling, som sænker vandets temperatur.
Begge processer øger vandets densitet. Når densiteten bliver høj nok, kan vandet synke ned mod dybhavet.
1. Fordampning øger saliniteten
Vandet, der strømmer mod Nordatlanten, kommer fra varme områder omkring Caribien og Den Mexicanske Golf. Her er temperaturen høj, og der fordamper store mængder vand fra havoverfladen.
Det vand, der fordamper, består næsten kun af rent vand. Saltet fordamper ikke, men bliver tilbage i havet. Derfor stiger saltkoncentrationen i det tilbageværende havvand.
Når saliniteten stiger, stiger vandets densitet også.
2. Afkøling øger densiteten
Det varme og relativt salte vand føres nordpå med Golfstrømssystemet.
Jo længere nordpå vandet kommer, desto koldere bliver atmosfæren. Havet afgiver varme til luften, og vandtemperaturen falder.
Når vand bliver koldere, stiger dets densitet.
Når vandet når områderne omkring Grønland, blandt andet Irmingerhavet og Labradorhavet, har kombinationen af relativt høj salinitet og kraftig afkøling givet vandet en høj densitet.
Når densiteten bliver høj nok, kan vandet synke ned mod dybhavet. Denne dybvandsdannelse er kernen i Grønlandspumpen og er med til at drive den nordlige del af det store havstrømssystem (AMOC).
Om vinteren bliver dybvandsdannelsen kraftigere
Om vinteren bliver havoverfladen kraftigt afkølet. Det øger vandets densitet og gør det lettere for vandet at synke.
I områder, hvor der samtidig dannes havis, sker der endnu en proces.
Når salt havvand fryser, består den nye havis hovedsageligt af ferskvand. Det meste af saltet bliver ikke bygget ind i isen, men bliver tilbage i havvandet omkring og under isen.
Saliniteten stiger derfor, og vandets densitet bliver endnu højere. Det kan bidrage til en kraftigere dybvandsdannelse om vinteren.
Den kraftige afkøling er den vigtigste årsag til sæsonvariationen, mens dannelsen af havis kan forstærke processen.
Om sommeren bremser ferskvand Grønlandspumpen
Om sommeren bremser de store mængder ferskvand Grønlandspumpen.
Havisen smelter og tilfører ferskvand til havoverfladen. Samtidig stiger afsmeltningen fra Grønlands indlandsis. Smeltevandet løber gennem gletsjere og smeltevandsfloder og ender i havet omkring Grønland.
Når ferskvand blandes med havvand, falder saliniteten. Dermed falder vandets densitet også.
Det bliver derfor sværere for overfladevandet at få en så høj densitet, at det kan synke mod dybhavet. Dybvandsdannelsen bliver derfor mindre kraftig om sommeren.
Det er med til at skabe den naturlige sæsonvariation i Grønlandspumpen.
En selvforstærkende feedback
Grønlandspumpen påvirkes også af en vigtig positiv feedback-mekanisme, som kaldes salt-advektionsfeedback.
Det kaldes en positiv feedback, fordi en ændring kan føre systemet længere væk fra den stabile tilstand, det startede i. En negativ feedback virker modsat og hjælper systemet tilbage mod den oprindelige stabile tilstand.
Global opvarmning påvirker i dag systemet. Et varmere klima tilfører mere ferskvand til Nordatlanten gennem øget nedbør og øget afsmeltning fra Grønland og havisen. Samtidig bliver havet og atmosfæren varmere, så vandet ikke afkøles lige så kraftigt.
Vandet omkring Grønland kan derfor blive både varmere og ferskere. Begge dele sænker densiteten og gør dybvandsdannelsen svagere.
Det kan sætte en selvforstærkende proces i gang:
Svækket cirkulation → mindre salt transporteres nordpå → lavere salinitet → lavere densitet → mindre dybvandsdannelse → endnu svagere cirkulation → gentag →
Hvad er et tipping point?
Grønlandspumpens styrke svinger naturligt. Hvis systemet bliver påvirket, kan det normalt bevæge sig tilbage mod sin tidligere stabile tilstand.
Men hvis det bliver presset for langt af fx. global opvarmning, kan det nå et tipping point. Herefter kan de selvforstærkende processer betyde, at systemet ikke længere vender tilbage. I stedet kan det ende i en ny stabil tilstand, hvor Grønlandspumpen er kraftigt svækket.
I 2018 vurderede forskerne Levke Caesar og Stefan Rahmstorf fra Potsdam Institute for Climate Impact Research og Universität Potsdam, at AMOC var blevet svækket med omkring 15 % siden midten af 1900-tallet.
En undersøgelse fra 2024 af Gabriel M. Pontes og Laurie Menviel fra UNSW Sydney viser, at AMOC ved 2 °C global opvarmning kan blive omkring 33 % svagere, end den ville have været uden menneskeskabte klimaforandringer.
Der er stor usikkerhed om, præcis hvor meget systemet allerede er svækket, og hvornår et tipping point eventuelt kan nås. Nogle undersøgelser peger på midten af dette århundrede, mens andre peger på slutningen af århundredet eller senere.
Der er dog bred enighed om retningen: Global opvarmning presser Grønlandspumpen mod en svagere cirkulation. Varmere vand og mere ferskvand giver lavere densitet og gør dybvandsdannelsen vanskeligere.
Et anden sted havet kan påvirke klimaet kraftigt er i dannelsen af monsum og tropisk orkan
Boost din viden om grønlandspumpen
Tegn selv figur fra video hvor afkøling og frysning af havvandet vises.
Har du forstået disse ting:
1) Hvordan kan afkøling af vand give dybvandsdannelse?
2) Hvordan kan frysning af havvand til havis give dybvandsdannelse
3) Hvad betyder densitet? og hvordan vil en ændring i vandtemperatur fra vamt til koldt påvirke densiteten af vandet?
4) Hvor kommer golfstrømmens varmevand fra?
5) Hvordan påvirkers golfstrømmen af global opvarmning?
6) Forklar ud fra din tegning hvordan den “salt advektions feedback mekanisme fungerer, og hvorfor det en positiv feedback mekanisme
