Lėtai judantis vandenynas: Atlanto cirkuliacija yra silpniausia 1600 metų


„Getty Images“ Pastaraisiais metais jutikliai, dislokuoti per Šiaurės Atlanto vandenį, išgirdo potencialiai signalą: Didžioji šiaurinė pažanga šiaurinėje Amerikoje, perkelianti šilumą iš tropikų į Arkties regioną, buvo vangus. Jei šis niežumas tęsis ir gilėja, jis gali įveikti drastiškus jūros lygio ir oro pokyčius aplink vandenyno baseiną. Šis srautas į šiaurę yra pag

„Getty Images“

Pastaraisiais metais jutikliai, dislokuoti per Šiaurės Atlanto vandenį, išgirdo potencialiai signalą: Didžioji šiaurinė pažanga šiaurinėje Amerikoje, perkelianti šilumą iš tropikų į Arkties regioną, buvo vangus. Jei šis niežumas tęsis ir gilėja, jis gali įveikti drastiškus jūros lygio ir oro pokyčius aplink vandenyno baseiną.

Šis srautas į šiaurę yra pagrindinė didesnės vandens, šilumos ir maistinių medžiagų apyvartos dalis aplink pasaulio vandenynus. Nuo 1980 m. Klimato mokslininkai buvo susirūpinę, kad didėjanti pasaulinė temperatūra galėtų išnešti veržliaraktį į konvejerio tipo sistemą, galbūt sukeldama klimatines pasekmes. Jūros lygis gali ratchet į viršų išilgai JAV rytinės pakrantės, pagrindinė žvejyba gali būti nuniokota dėl vandens temperatūros ir dėl to, kad Europoje gali pasikeisti oro sąlygos.

Per pastarąjį dešimtmetį tokie rūpesčiai buvo panaikinti, nes klimato modeliai parodė, kad ši vandenyno kraujotakos sistema greičiausiai neturės greito sulėtėjimo, kuris lėtintų bet kokias pasekmes. Tačiau du nauji tyrimai, paskelbti trečiadienį žurnale „ Nature“, rodo, kad neseniai susilpnėjusi vandenyno jutiklių padėtis yra ne tik trumpalaikis blip, kaip kai kurie galvojo. Atvirkščiai, tai yra ilgesnio laikotarpio nuosmukio dalis, kuri sukėlė apyvartą silpniausioje valstybėje šimtmečius. Rezultatai rodo, kad klimato modeliuose trūksta pagrindinių galvosūkio dalių, o blogi padariniai gali būti jų kelyje.

Bet kokie gabalai gali būti trūkstami, gali nustatyti, kaip ši tendencija kelia nerimą. Jei modeliai nepakankamai jautrūs Šiaurės Atlante vykstantiems pokyčiams, „toks įspėjamasis ženklas šiek tiek padidėja“, - sako Thomas Delworth, vandenyno ir klimato modeliavimo atstovas Nacionalinėje vandenyno ir atmosferos administracijoje. tyrimą.

Atlanto dienovidinis apverstas cirkuliacija (AMOC) ir subpolarinė žydra, kur vandenyno vandenys atvėsta, kai AMOC silpnėja. Kreditas : Gamta

Veikia AMOC

Šiltas, sūraus atogrąžų Atlanto vandenys plaukia į šiaurę išilgai JAV rytinės dalies, prieš iškeliant į šiaurės vakarų Europą (britų saloms suteikiant klimatą tolygiai nei Newfoundland panašioje platumoje). Kaip okeano srauto segmentas, žinomas kaip „Gulf Stream“, stumia į šiaurę, jis atvėsina ir tampa tankesnis, o galiausiai nuskendžia, formuodamas vadinamąjį giliavandenį, kuris teka atgal į pietus išilgai vandenyno dugno link Antarktidos.

Šis ciklas, vadinamas „Atlanto„ Meridional Overturning Circulation “(AMOC), atlieka pagrindinį vaidmenį perkeliant šilumą aplink planetą ir maistines medžiagas visame vandenyne. Jis taip pat padeda į atmosferą patekti į anglies dioksidą. Ramiojo vandenyno pusiaujo šiluma yra transportuojama į šiaurę ir pietus link abiejų polių. Tačiau Atlanto vandenyne „šiluma juda į šiaurę per visą Atlanto vandenyną“, - sako David Thornalley, Londono universiteto koledžo paleo-okeanografas ir vieno iš naujų tyrimų bendraautorius. Dėl to susidaręs šilumos disbalansas tarp šiaurinių ir pietų pusrutulių lemia keletą didelių klimato savybių, pvz., Platumos, kurioje yra pagrindinis tropinis lietaus diržas, kuris daro poveikį vandens tiekimui, krituliams žemės ūkyje ir tropinių ekosistemų sveikatai.

Kadangi pasaulinė temperatūra pakyla kartu su atmosferoje susidarančiomis šilumos gaudymo dujomis, AMOC gali sutrikdyti gėlo vandens antplūdis iš didėjančių kritulių Šiaurės Atlante ir jūros ledo bei ledynų išlydymas sausumoje. Pridedamas gėlo vandens kiekis sumažina vandens tankį zonoje, kur yra giliavandenių formų, remiant ir susilpninant bendrą AMOC srautą, kaip užsikimšęs kriauklė. Šis sulėtėjimas reiškia, kad į šiaurę pervežama mažiau šilumos, todėl vandenyno temperatūra žemesnėje nei Grenlandijos dalyje yra vėsesnė, o šiltesnė temperatūra - prie rytinės pakrantės. Šitas atšilimas sukelia aukštesnį jūros lygį pakrantėje ir pakelia jūros temperatūrą, kur gyvena ekonomiškai vertingos šalčio mylinčios rūšys, pvz., Menkės ir omarai.

Yra keletas požymių, kad šaltoji vieta žemiau Grenlandijos gali pakeisti atmosferos modelius taip, kad šiltas oras nukreiptų į Europą, didinant ilgalaikių vasaros karščio bangų tikimybę, - sako Levke Caesar, Potsdamo klimato poveikio tyrimų instituto (PIK) doktorantas. ir kito naujo tyrimo autorius. Kintančios vandenyno temperatūros nuo AMOC sulėtėjimo taip pat gali padėti užrakinti šaltesnes žiemos sąlygas per rytinę JAV, teigė PIK Stefan Rahmstorfas, to paties tyrimo autorius, nors įrodymai nėra aiškūs.

Iki šiek tiek daugiau nei prieš 10 metų mokslininkai neturėjo jokių tiesioginių AMOC matavimų, kad pamatytų, kaip jis iš tikrųjų reagavo į klimato kaitą. Įrengus RAPID priemonių rinkinį (trumpą JK ir JAV remiamą greitojo klimato kaitos programą) visoje Atlanto vandenyno baseine, šie duomenys lėtai trenkėsi ir „jie atskleidė, kad vyksta silpnėjant“, - sako Thornalley . Tačiau trumpas duomenų langas nerodo ilgalaikės perspektyvos. Kai buvo pateikti pirmieji duomenys, mokslininkai manė, kad susilpnėjimas gali būti laikinas pokytis, atsirandantis dėl natūralių klimato ir nuosmukių, tačiau žinojo, kad tai gali būti daug ilgesnio nuosmukio dalis.

Įspėjimai iš praeities

Siekiant išspręsti netikrumą, komandos, dalyvaujančios naujose studijose, kreipėsi į vadinamuosius paleoklimatinius žymenis, kurie užfiksuoja praėjusius Žemės klimato pokyčius, kad pamatytų, kaip šie naujausi pokyčiai tinka. Thornalley ir jo kolegos naudojo nuosėdų šerdis, surinktas iš vandenyno dugno JAV rytinė pakrantė atskleidžia, kaip ilgainiui pasikeitė gilios vandenyno srovės, susijusios su AMOC; stipresnės srovės kaupia didesnius nuosėdų grūdus. Jie taip pat pažvelgė į nedidelius tvarinius, iškastus nuosėdų šerdyse - kai kurie iš jų klestėjo šaltesnėmis sąlygomis, kiti - šiltesniuose, kad pamatytų, kaip pasikeitė vandenyno temperatūra, kai AMOC sustiprėjo ir sumažėjo. Cezario ir Rahmstorfo tyrimuose buvo naudojami tiesioginiai vandenyno temperatūros matavimai, grįžę į XIX a.

Dviejuose tyrimuose buvo padarytos panašios išvados: AMOC yra labai susilpnėjusi, o anemija, kurią jis padarė per pastaruosius 1600 metų, pagal Thornalley rezultatus.

Tyrimai skiriasi dėl to, kada prasidėjo silpninimas. Thornalley rekordas, apimantis tuos 1600 metų, rodo, kad jis prasidėjo mažo ledynmečio pabaigoje - nuo maždaug 1350 iki 1850 m., Kai saulės ir ugnikalnių įtaka slegia temperatūrą Šiaurės pusrutulyje ir ledynai bei ledo lapai plečiasi. Baigęs mažai ledynmečio ir atšilus temperatūrai ledas ištirpsta ir į Šiaurės Atlanto vandenį užtvindė gėlavandenis. Rezultatai rodo, kad dabartinė AMOC būklė yra silpniausia, nes ji buvo per visą ilgą įrašą. Neaišku, ar šiandieninė valstybė yra tik šios reakcijos tęsinys, ar visuotinis atšilimas pradėjo lustytis, sako jis. Tuo tarpu Cezaris XX a. Viduryje įžengė į silpnesnį AMOC, o tai rodo, kad tai yra žmogaus sukelto atšilimo įtaka. Vis dėlto jos komandos rekordas nėra toks platus.

Šie du rezultatai nesuderinami. Abu įrašai rodo, kad mažėja panašūs modeliai. „Mes manome, kad tai gana įspūdinga, kad visi įrodymai susilieja“, - sako Thornalley. Tačiau susilpnėjusios tendencijos laiko nustatymas suteiktų geresnių patarimų, kas tai lemia, taip pat, kaip greitai tai vyksta ir kaip greitai galime tikėtis, kad atsiras tam tikras poveikis klimatui.

Jau Thornalley sako, kad yra aišku, kad Meino įlanka yra šilčiausia temperatūra per pastaruosius 1600 metų. Jis taip pat teigia, kad yra sparčiai didėjančio jūros lygio kilimas JAV.

Mokslininkai yra smalsūs, kodėl, atrodo, trūksta klimato modelių AMOC procese. Jie neapima šio praeities elgesio ir reikšmingo susilpnėjimo. Jei šių tyrimų rezultatai atsispindi, „Delworth“ teigia, kad yra įmanoma, kad modeliai nėra pakankamai jautrūs pokyčiams vandenyno vandenyse, kurie vyksta, arba jie nėra faktoringi visuose svarbiuose pokyčiuose, kurie turėjo įtakos apyvartai. 2017 m. Tyrimas, kuriame aptariama, kas atsitiktų, jei klimato modeliai sukeltų tokį lydymo procesą, sukėlė ryškesnį atsakymą iš AMOC, nei buvo pasiūlyta kitaip.

Didesnė priežastis kelia susirūpinimą, jei modeliai neteisingai užfiksuotų sistemos jautrumą, sako Delworth, nes tai reiškia, kad mokslininkas nepakankamai įvertino, kaip greitai AMOC gali reaguoti. „Tai tikrai priklauso nuo to, kodėl modeliai neatitinka paleo rezultatų“, - sako jis.

Nors modeliuotojai stengiasi išsiaiškinti, kad Thornalley ir kiti bando išplėsti paleoklimatinį įrašą, kad pamatytų, ar modelis, kurį jie rado, atsiskleidžia kitose Atlanto vietose, ir ar jie gali ją išplėsti atgal. Jie taip pat ieško požymių, kad gėlavandenis gali sukelti silpnėjimą mažo ledynmečio pabaigoje.

Žvelgiant į priekį, „RAPID“ instrumentai lėtai padės išspręsti AMOC elgesį. „Tai tik, kad mes turime palaukti porą metų“, - sako Cezaris, kurio metu kai kurie poveikiai jau gali vykti.