Według nowych badań, system cyrkulacji wód podpowierzchniowych Atlantyku mógł utracić stabilność w ciągu ostatniego stulecia. Potencjalne załamanie tego systemu, do którego należy też Golfsztrom, może mieć poważne konsekwencje, zwłaszcza dla Europy.

Będący w ciągłym ruchu system cyrkulacji wód podpowierzchniowych nazywany jest globalnym pasem transmisyjnym lub – bardziej fachowo – cyrkulacją termohalinową. Jego część Atlantycka nazywana jest z kolei atlantycką południkową cyrkulacją termohalinową (AMOC – Atlantic meridional overturning circulation) i w jej skład wchodzi Prąd Zatokowy, inaczej Golfsztrom, który wysyła ciepłą i słoną wodę z okolic równikowych do północnego Atlantyku, gdzie ciepło oddawane jest do atmosfery, co z kolei ogrzewa zachodnią Europę. Następnie wody w okolicach Labradoru i Grenlandii ochładzają się i zwiększają swoją gęstość, po czym opadają na duże głębokości i wracają na południe.

AMOC odpowiada za stosunkowo łagodne temperatury w Europie i wpływa na systemy pogodowe na całym świecie. Ewentualne załamanie tego systemu, przy obecnym poziomie globalnego ocieplenia, może mieć poważne konsekwencje dla pogody i klimatu na świecie, a zwłaszcza w Europie.

Nowe badania, opublikowane w „Nature Climate Change” (DOI: 10.1038/s41558-021-01097-4) sugerują, że AMOC stracił stabilność w ciągu ostatniego stulecia i że generalnie system może działać w dwóch trybach – silnym, który mamy obecnie oraz alternatywnym, znacznie słabszym trybie działania. To oznacza, że ​​w zasadzie możliwe są nagłe przejścia między dwoma trybami cyrkulacji.

 

System cyrkulacji traci stabilność

Nowe badania są częścią europejskiego projektu TiPES, koordynowanego przez Uniwersytet w Kopenhadze w Danii i Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu w Niemczech.

– AMOC jest naprawdę jednym z kluczowych systemów cyrkulacji na naszej planecie – mówi autor badania, Niklas Boers z Poczdamskiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu. – Wiemy już z niektórych symulacji komputerowych i danych z przeszłości Ziemi, że AMOC może wykazywać – oprócz obecnie osiąganego silnego trybu – alternatywny, znacznie słabszy tryb działania. Dzięki temu wiemy, że możliwe są gwałtowne przejścia między dwoma trybami cyrkulacji – dodaje.

Wcześniejsze badania wykazało, że AMOC jest obecnie najsłabszy od setek lat. Jak dotąd jednak kwestią otwartą pozostawało, czy zaobserwowane osłabienie odpowiada średniej zmianie stanu cyrkulacji, czy też jest związane z faktyczną utratą stabilności. – Różnica jest kluczowa, ponieważ utrata stabilności oznaczałaby, że AMOC zbliżył się do krytycznego progu, powyżej którego może nastąpić znaczne i w praktyce prawdopodobnie nieodwracalne przejście do trybu słabego – sugeruje Boers.

 

Ponure prognozy

Długoterminowe dane obserwacyjne dotyczące siły systemu cyrkulacji wód atlantyckich niestety nie istnieją, ale AMOC pozostawia ślady we wzorcach temperatury powierzchni morza i zasolenia Oceanu Atlantyckiego. – Szczegółowa analiza tych „odcisków palców” sugeruje, że osłabienie AMOC w ciągu ostatniego stulecia może być rzeczywiście związane z utratą stabilności. Odkrycia potwierdzają ocenę, że spadek AMOC nie jest tylko fluktuacją lub liniową reakcją na rosnące temperatury, ale prawdopodobnie oznacza zbliżanie się do krytycznego progu, powyżej którego system cyrkulacji może się załamać – podkreśla Boers.

Prawdopodobnie wiele czynników wpływa na to zjawisko i razem przyczyniają się do ocieplenia Oceanu Atlantyckiego oraz wpływają na jego cyrkulację. Obejmują one dopływ słodkiej wody z topnienia pokrywy lodowej Grenlandii, topnienie lodu morskiego czy wzrost opadów. Słodka woda jest lżejsza od słonej i zmniejsza tendencję wody do opadania z powierzchni na większe głębokości, co jest jednym z czynników powodujących destabilizacje cyrkulacji.

– Nie spodziewałem się, że nadmierne ilości słodkiej wody dodanej do obiegu w ciągu ostatniego stulecia wywołają aż taką reakcję. Pilnie musimy pogodzić nasze modele z przedstawionymi dowodami obserwacyjnymi, aby ocenić, jak daleko lub jak blisko krytycznego punktu naprawdę znajduje się AMOC – zaznacza Boers.

Przejście AMOC w słabszy tryb cyrkulacji spowodowałoby, między innymi, znaczne ochłodzenie Europy, a także silnie wpłynęłoby na tropikalne systemy monsunowe.

 

Przyczyny i konsekwencje

Odkrycie jest nie tylko niepokojące, ale także dość zaskakujące, ponieważ do tej pory oczekiwano, że gwałtowna zmiana AMOC nastąpi przy poziomach globalnego ocieplenia znacznie wyższych niż obecne 1,2 stopnia Celsjusza.

– Większość dowodów sugeruje, że ostatnie osłabienie AMOC jest spowodowane bezpośrednio ociepleniem północnego Oceanu Atlantyckiego. Ale zgodnie z naszym rozumieniem jest mało prawdopodobne, aby doprowadziło to do nagłej zmiany. Utrata stabilności, która mogłaby spowodować takie przejście, byłaby spodziewana po napływie znacznych ilości słodkiej wody do Północnego Atlantyku w odpowiedzi na topnienie pokrywy lodowej Grenlandii, topnienie lodu morskiego Arktyki oraz ogólnie zwiększone opady i spływy rzeczne – wyjaśnia Boers.

Dopływ słodkiej wody, a zwłaszcza tej z wód roztopowych Grenlandii, rzeczywiście przyspieszył w ostatnich dziesięcioleciach. Jednakże, jak uważają badacze, topnienie Grenlandii nie powinno wystarczyć do destabilizacji AMOC.

Biorąc pod uwagę złożoność modeli klimatycznych, dokładna przyczyna pozornej zmiany jest nieznana, co pozostawia miejsce na dyskusję na temat dokładnych prognoz i implikacji. Pojawiają się jednak dowody na to, że rosnące dopływy słodkie wody z topniejącego lodu zakłóca zasolenie i temperaturę w sposób, który skutecznie hamuje cały system. Konsekwencje drastycznego i trwałego osłabienia prądów nie są w pełni zrozumiałe. Pod pewnymi względami takie zdarzenie mogłoby ochłodzić planetę, potencjalnie nawet przeciwdziałając globalnemu ociepleniu. Jednak ogromne zmiany w dystrybucji energii i składników odżywczych w prądach Atlantyku z pewnością miałyby głębokie konsekwencje dla systemów pogodowych i ekologii w Europie i obu Amerykach, z ogromnymi skutkami gospodarczymi.

Chociaż Boers jest przekonany, że jego modelowanie wskazuje, że AMOC jest na skraju załamania się, nie ma łatwego sposobu na przewidzenie czasu tego typu zdarzeń. Nawet wskazywana przez badaczy „nagła” zmiana może zająć lata, jeśli nie dziesięciolecia. – Jedyną rzeczą, jaką możemy zrobić, jest utrzymanie emisji na jak najniższym poziomie. Prawdopodobieństwo wystąpienia tego niezwykle silnego wydarzenia wzrasta z każdym gramem CO2, który wprowadzamy do atmosfery – podkreśla Boers.

 

 

Źródło: University of Copenhagen, Potsdam Institute for Climate Impact Research

 

3.8 4 votes
Article Rating