由加州大學圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的物理海洋學家領導的一個團隊在一項新研究顯示，暖流是如何從太平洋流入北冰洋並加速海冰從下面融化的。  這項研究主要由美國海軍研究辦公室資助，將所謂的水下“熱彈”描述為全球變暖驅動的侵蝕正在比地球上幾乎任何其他地方更快地改變北冰洋的性質的許多機制之一。越來越多的證據表明，作為全球氣候穩定來源的北極海冰可能會在一年中的更多時間裡消失。

斯克里普斯海洋研究所的物理海洋學家、探險隊的首席科學家和論文的主要作者Jennifer MacKinnon說：“北極地區海冰加速融化的速度一直難以準確預測，部分原因是冰、海洋和大氣之間所有復雜的局部反饋；這項工作展示了海水作為這些反饋的一部分在變暖中發揮的巨大作用。 ”

這項研究最近發表在《自然通訊》雜誌上。

北極是一個不尋常的海洋，因為它被鹽度而不是溫度分層。世界上大多數海洋的表面附近有較溫暖的水，下面有較冷的水。然而，在北極地區，有一個表面層是冷的，受到河流流出和加速冰雪融化的影響。溫暖的、相對較鹹的水從太平洋通過白令海峽進入，然後是阿拉斯加北部海岸的巴羅海谷，當水流過狹窄的通道時，巴羅海谷就像一個噴嘴。

由於這些水比北極表層的水更咸，它的密度足以”俯衝”，或潛入新的北極表層之下。它的運動產生了潛伏在表層水以下的非常溫暖的“水袋”。科學家們在過去十年中一直看到這些地表下的“暖水袋”在加強。

這些所謂的水下“熱彈”剛好穩定到能夠持續數月或數年，在靠近北極的主冰層下向北遠處旋轉，並在其中的熱量逐漸但穩定地向上擴散以融化冰層時破壞該冰層的穩定。然而，直到現在，暖水潛入的過程既沒有被觀察到也沒有被理解。沒有這種理解，氣候科學家們就無法將這種重要的影響納入預測模型，其中一些模型對加速的海冰融化率預測不足。鑑於在過去十年左右，溫暖的太平洋源水的湧入一直在增長，這項工作增加了越來越多的證據，即作為全球氣候穩定來源的北極海冰可能在一年的大部分時間裡消失。

在美國海軍研究辦公室資助的2018年考察中，科學家們首次在行動中捕捉到這些戲劇性的”俯衝”事件之一。該小組綜合使用了斯克里普斯海洋研究所多尺度海洋動力學小組開發的新型海洋學儀器、邁阿密大學同事分析的衛星觀測數據、美國國家海洋和大氣管理局的剖面浮標數據、在一個名為”變化中的北冰洋”項目中工作的英國和德國同事收集的生物樣本，以及其他幾個機構同事的詳細數據分析。

“該小組的成功突出了當我們以新的方式觀察自然界時，我們可以看到新的視角，”斯克里普斯海洋研究所海洋學家馬修-阿爾福德說。他表示：”如果沒有多個同時進行的儀器套件，包括在斯克里普斯開發的遙感和定制的船載和自主剖面儀，就不可能對支配北極熱傳輸的複雜過程有如此詳細的了解。

斯克里普斯多尺度海洋動力學小組的儀器包括一個定制的”快速CTD “傳感器，它可以從船上進行非常快速的剖面測量，以及一個自主的”Wirewalker”，它利用海浪的力量來驅動剖面測量。這些儀器使科學家們能夠獲得複雜海洋過程的高分辨率圖像，從而更好地了解它們的工作細節。