Anzeige
Since 1985, surface water temperatures measured by lake buoys have climbed 1.2 degrees per decade, about 15 percent faster than the air above the lake and twice as fast as warming over nearby land.
“The lake’s thermal budget is very sensitive to the amount of ice cover over the winter,” says Ankur Desai, atmospheric and oceanic sciences professor at the University of Wisconsin-Madison. “There is less ice on Lake Superior during the winter, and consequently the water absorbs more heat.”
A wide temperature differential between water and air makes for a more stable atmosphere with calmer winds over the relatively cold water. However, as warming water closes the gap, as in Lake Superior's case, the atmosphere gets more turbulent.
“You get more powerful winds,” Desai says. “We’ve seen a 5 percent increase per decade in average wind speed since 1985.”
Those findings will be published today (Nov. 15) in the journal Nature Geoscience.
Desai, fellow atmospheric and oceanic sciences professor Galen McKinley and graduate research assistant Val Bennington of UW-Madison and physics professor Jay Austin of the University of Minnesota-Duluth used more than 20 years of temperature and wind data collected by three lake buoys and Earth-observing satellites to model Superior’s water and wind system in three dimensions.
“We can look at how the currents are changing based on changes in the wind,” McKinley says. “What we saw was a significant increase in the speed of the currents, nearly 10 percent per decade.”
In theory, that increase in wind and current strength would make for more mixing within the lake and, in turn, a boost in the growth of organisms that make up the earliest links in the food chain.
But Lake Superior’s chlorophyll levels — a measure of the presence of phytoplankton —have been falling. The effect went largely without explanation until the researchers’ modeling showed that the period of temperature stratification (well-defined separation of cold, deep water and warm surface water) was growing alongside surface temperatures and wind and current speed.
“The warming of the lake is counteracting the mixing we would expect,” says McKinley, as the annual period warm water “shoals,” or remains shallow, grows longer by a few days every decade.
A warmer Lake Superior may also have consequences for the movement of airborne pollutants to and from lakeshore communities.
“If you look at an area like Door County, they have issues with pollution in the air, but not the industries that produce it,” Desai said. “What they have is Lake Michigan, which has a weaker temperature differential and higher along-shore wind speeds that bring in air from industrialized areas.”
Changes in the lake winds may also play out over neighboring land, Desai says, possibly in the way Superior drives fall’s lake-effect snowstorms.
Lake Superior may be the anchor for a chain of lakes that hold one-fifth of the world’s fresh surface water, but the impact of steadily rising temperatures has been poorly understood, according to Desai.
“Large lakes are very interesting,” he says. “They behave sometimes like an ocean and sometimes like a small lakes, but they’re not studied as much as either.”
That may change with the arrival of more than half a billion dollars promised by the federal government to Great Lakes programs. McKinley sees the group’s continuing research as vital to a reasoned approach to mitigating the effects of pollution and invasive species.
“We have more to do,” McKinley says, pointing to Austin’s mooring of underwater instruments and the researchers’ continuing assessment of the carbon cycling in and out of Lake Superior as part of a four-year grant funded by the National Science Foundation.
“The new federal money is good, but it can’t only be for remediation,” she says. There’s got to be some of that science to understand how these lakes work.”
CONTACT:
Ankur Desai, 608-265-9201, desai@aos.wisc.edu;
Galen McKinley, 608-262-4817, gamckinley@wisc.edu
Chris Barncard | Quelle: Newswise Science News
Weitere Informationen: www.wisc.edu
Weitere Berichte zu: biological cycles > Lake Baikal > Pollution > powerful winds > Rising water temperatures > surface water > surface water temperatures > wind speed > World’s Biggest Lake
NASA's TRMM satellite sees heavy rainfall in Tropical Storm Bud
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center
NASA sees Tropical Storm Sanvu continue to intensify
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.
Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.
„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...
Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.
Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.
Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Anzeige
Anzeige

Energieversorger vor dem Umbruch
24.05.2012 | Studien Analysen
Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft und Öffentlichkeit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten