2011年，NASA在執行ICESCAPE任務時拍攝到了北極海冰的照片，ICESCAPE的意思是“氣候對北極太平洋環境的生態系統和化學的影響”。這是一項船載研究，旨在研究北極變化的條件如何影響海洋的化學和生態系統。 大部分研究是在2010年和2011年夏天在波弗特海和楚科奇海進行。
來源：NASA/Kathryn Hansen
NASA的一項新研究顯示，由於海冰迅速融化，北極的主要洋流更快，更湍急。洋流是脆弱的北極環境的一部分，現在已經被淡水淹沒，這是人為引起的氣候變化的結果。
利用12年的衛星數據，科學家們測量了這種被稱為波弗特環流的環流是如何不穩定地平衡大量湧入的冷水和淡水的——這種變化可能會改變大西洋的洋流，並使西歐的氣候變冷。
波弗特環流通過在海洋表面附近儲存淡水來保持極地環境的平衡。風以順時針方向繞著加拿大和阿拉斯加北部的北冰洋西部旋轉，自然地從冰川融水、河流徑流和降水中收集淡水。這種淡水在北極很重要，部分原因是它漂浮在溫暖的鹹水之上，有助於保護海冰免於融化，進而有助於調節地球的氣候。在幾十年的時間裡，環流緩慢地將這些淡水釋放到大西洋中，讓大西洋洋流將其少量帶走。
但自1990年代以來，該環流已積累了大量淡水-1,920立方英里（8,000立方公里）-幾乎是密歇根湖的兩倍。發表在《自然通訊》雜誌上的這項新研究發現，淡水濃度增加的原因是夏季和秋季海冰的減少。幾十年來，北極夏季海冰覆蓋面積的減少使得波弗特環流更容易受到風的影響，風使環流旋轉得更快，並將淡水截留在洋流中。
20多年來，持續的也在一個方向上拖曳著環流，增加了順時針環流的速度和大小，並阻止了淡水離開北冰洋。這種持續數十年的西風對該地區來說是不同尋常的，在此之前，風向每5到7年就會改變一次。
科學家們一直在關注波弗特環流，以防風向再次改變。風向一旦改變，風向就會逆轉環流，使環流逆時針方向流動，同時釋放積聚的水。
“如果波弗特環流將過量的淡水排放到大西洋中，可能會減緩其循環。這將對西半球的氣候產生影響，特別是在西歐。”這項研究的主要作者、美國宇航局噴氣推進實驗室的極地科學家湯姆·阿米蒂奇說。
從北冰洋釋放到北大西洋的淡水會改變地表水的密度。正常情況下，來自北極的水會把熱量和水分流失到大氣中，然後沉入海底，把來自北大西洋的水像傳送帶一樣輸送到熱帶地區。
這一重要的洋流被稱為大西洋經向翻轉環流，它將熱量從熱帶溫暖的海水輸送到歐洲和北美等北緯地區，從而幫助調節地球的氣候。如果其放慢速度，可能會對海洋生物和依賴它的群落產生負面影響。
“我們預計墨西哥灣暖流不會停止，但會受到影響。這就是為什麼我們如此密切地監測波弗特環流的原因。”論文的合著者、馬里蘭州格林貝爾特NASA戈達德太空飛行中心的極地科學家阿萊克佩蒂說。
研究還發現，儘管波弗特環流由於風增加的能量而失去平衡，但水流通過形成小的、圓形的水漩渦排出了多餘的能量。儘管湍流的增加有助於保持系統的平衡，但它有可能導致更多的冰融化，因為它將冷的淡水層與下面相對溫暖的鹽水層混合。融化的冰進而會改變海洋中的營養物質和有機物質的混合方式，對北極的食物鏈和野生動物產生重大影響。結果顯示，在氣候變化的影響下，隨著海冰的消退，風和海洋之間出現了微妙的平衡。
佩蒂說:“這項研究表明，海冰的消失對我們的氣候系統產生了非常重要的影響，而我們只是剛剛發現這一點。”
