Автори: Рене ван Вестен (Постдокторант по физика на климата, Утрехтски университет), Хенк А. Дейкстра (Професор по физика в Утрехтския университет), Майкъл Клипхус (Специалист по климатични модели, Университет в Утрехт)
Супербури, внезапни климатични промени и напълно замръзнал Ню Йорк. Така холивудският блокбъстър „Денят след утре“ описва внезапното прекъсване на циркулацията на Атлантическия океан и катастрофалните последици от него.
Въпреки, че хипотезата на холивудската продукция е преувеличение, филмът от 2004 г. повдигна сериозен въпрос: дали глобалното затопляне нарушава атлантическата меридионална преобръщаща се циркулация (AMOC)*, която е от решаващо значение за преноса на топлина от тропиците към северните ширини. Колко внезапни и тежки биха били климатичните промени?
Двадесет години след излизането на филма, знаем много повече за циркулацията на Атлантическия океан. Инструментите, инсталирани в океана от 2004 г., показват, че неговата циркулация се е забавила видимо през последните две десетилетия, вероятно до най-ниското си ниво си от почти хилядолетие. Проучванията предполагат, че циркулацията вече е достигала опасна повратна точка в миналото, която я е предизвикала рязък, неудържим спад и че това може да се повтори отново, когато планетата се затопли и ледниците ускорят топенето си.
В ново проучване, използващо най-модерно поколение климатични модели на Земята, са симулирани потоците от сладка вода, при което циркулацията на океана достига критична точка.
Резултатите показват, че циркулацията може да спре напълно в рамките на един век, след достигане на повратната точка и че тенденцията е в тази посока. Ако това се случи, средните температури ще паднат с няколко градуса в Северна Америка, части от Азия и Европа, а последствията ще бъдат тежки и каскадни по целия свят.
Открит е, базиран на физиката, сигнал за ранно предупреждение, който може да предупреди света, когато циркулацията на Атлантическия океан наближи своята повратна точка.
Океанската конвейерна лента
Океанските течения се задвижват от ветрове, приливи и отливи и разлики в плътността на водата.
В циркулацията на Атлантическия океан относително топла, солена повърхностна вода близо до екватора тече към Гренландия. По време на пътуването си пресича Карибско море, заобикаля Мексиканския залив и след това минава покрай източното крайбрежие на Съединените щати, преди да пресече Атлантика.
Това течение, известно още като Гълфстрийм, носи топлина в Европа. Докато тече на север и се охлажда, водната маса става по-тежка. Когато достигне Гренландия, започва да потъва и течението се обръща на юг. Потъващата вода близо до Гренландия носи вода от други части на Атлантическия океан и цикълът се повтаря като конвейер.
Твърде много прясна вода от топенето на ледниците и ледената покривка на Гренландия може да разреди солеността на водата, предотвратявайки потъването ѝ и да отслаби този океански конвейер. По-слабата конвейерна лента транспортира по-малко топлина на север и по-малко тежка вода достига до Гренландия, което допълнително отслабва течението. След като достигне повратната си точка, спира напълно.
Климата в критичната точка?
Съществуването на критична точка е наблюдавано за първи път в опростен модел на циркулацията на Атлантическия океан в началото на 60-те години. Днес по-подробни климатични модели показват продължаващо забавяне на силата на конвейерната лента поради изменението на климата. В тези климатични модели обаче не изглежда да има внезапно прекъсване на циркулацията на Атлантическия океан.
Това е мястото, където нашето проучване се намесва. Проведохме експеримент с подробен климатичен модел, за да намерим повратната точка за внезапен колапс чрез бавно увеличаване на притока на прясна вода.
След достигане на повратната точка, конвейерът спира след 100 години. Преносът на топлина на север е силно намален, което води до резки промени в климата.
Резултатът: екстремен студ на север
Регионите, повлияни от Гълфстрийм, получават много по-малко топлина, ако циркулацията спре. Това охлажда северноамериканския и европейския континент с няколко градуса.
Европейският климат е много по-зависим от Гълфстрийм, отколкото този на други региони. Нашият експеримент показва, че някои части на континента се променят с повече от 3°C на десетилетие, много по-бързо от днешното глобално затопляне от около 0,2°C на десетилетие. Установихме, че в някои райони на Норвегия температурата ще се понижи с повече от 20°C. От друга страна, регионите в южното полукълбо биха се затоплили с няколко градуса.
Тези температурни промени се развиват в продължение на около 100 години. Може да изглежда дълго време, но за климатичните модели това са резки промени.
Колапсът на конвейерната лента също би повлиял на морското равнище и моделите на валежите, което може да доведе други екосистеми по-близо до техните повратни точки. Например тропическите гори на Амазонка са уязвими при намалели валежи. Ако тази горска екосистема бъде превърната в пасища, преходът ще освободи въглерод в атмосферата и ще доведе до загуба на ценен въглероден ползвател, което допълнително ще ускори изменението на климата.
Атлантическата циркулация се е забавяла значително и в далечното минало. По време на ледникови периоди, когато ледените покривки, покриващи големи части от планетата, са се стопиха, притокът на прясна вода е забавял атлантическата циркулация, предизвиквайки огромни климатични колебания.
Кога ще дойде повратната точка?
Големият въпрос – кога циркулацията на Атлантическия океан ще достигне своята критична точка – остава без отговор. Наблюденията ни не могат да се върнат достатъчно назад в миналото, за да имаме база за сравнение. Въпреки че скорошните проучвания предполагат, че конвейерната лента бързо се приближава до критичната си точка, което ще се случи вероятно в рамките на няколко години, статистическите анализи не дават точна хипотеза.
Но успяхме да разработим работеща система за ранно предупреждение, свързана с транспорта на солена вода в южния Атлантически океан. След като прагът бъде достигнат, повратната точка вероятно ще настъпи от едно до четири десетилетия по-късно.
Подобен внезапен срив на конвейерната лента предполага значителни колебания на климата. Промените в температурата, морското равнище и валежите ще засегнат сериозно обществото, а тези климатични промени са необратими и неподвластни на човешко влияние.
Може да изглежда нелогично да се тревожим за екстремни студове, докато планетата се затопля, но ако циркулацията на Атлантическия океан спре от огромно количество сладка вода, това ще е екстремна климатична промяна, с която не бихме могли да се справим.
* Меридионална преобръщаща се циркулация (AMOC) – Атлантическата меридионална преобръщаща се циркулация ( AMOC ) е зонално интегриран компонент на повърхностните и дълбоките течения в Атлантическия океан . Характеризира се със северно течение на топла, солена вода в горните слоеве на Атлантическия океан и южно течение на по-студени, по-дълбоки води, които са част от термохалинната циркулация. AMOC е важен компонент от климатичната система на Земята и е резултат от атмосферни и термохалинни двигатели.
Тази статия е публикувана в The Conversation и е възпроизведена тук под лиценз Creative Commons. Щракнете тук, за да прочетете оригиналната версия (на испански език).
