Το ρεύμα του Ρεύματος του Κόλπου θα μπορούσε να καταρρεύσει το 2025, βυθίζοντας τη Γη στο κλιματικό χάος: «Ήμασταν πραγματικά μπερδεμένοι»
Ακόμα και η σκέψις του Jochem Marotzke Max-Planck-Institut für Meteorologie που αντι για 80 χρόνια θεωρεί ότι μπορει να συμβεί σε 80+Ν χρόνια πατάει και αυτή σε πήλινα πόδια αν δει κανείς σε χρονικές σειρές την ανωμαλία της εξέλιξης της κλιματικής μεταβολής, λέγοντας ότι "οι τρέχουσες εργασίες δεν παρέχουν κανένα λόγο να αλλάξει κάτι στην εκτίμηση της 6ης έκθεσης αξιολόγησης της IPCC: "Υπάρχει μέτρια εμπιστοσύνη ότι δεν θα υπάρξει απότομη κατάρρευση πριν από το 2100". Η δήλωση που με τόση αυτοπεποίθηση διατυπώνεται στη μελέτη που εμφανίζεται τώρα ότι θα υπάρξει κατάρρευση της AMOC τον 21ο αιώνα πατάει σε πήλινα πόδια".
Οι ερευνητές έχουν προβλέψει ότι η κατάρρευση του AMOC θα μπορούσε να συμβεί οποιαδήποτε στιγμή μεταξύ 2025 και 2095 - πολύ νωρίτερα από τις προηγούμενες προβλέψεις, αν και δεν είναι όλοι οι επιστήμονες πεπεισμένοι.
Μια άποψη των τυφώνων που σχηματίζονται πάνω από τον Ατλαντικό Ωκεανό, που δημιουργήθηκε από τη συγκέντρωση εικόνων που αποκτήθηκαν στις 6 Σεπτεμβρίου 2017 από τον δορυφόρο VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) της NASA.
Ένα ζωτικής σημασίας ωκεάνιο σύστημα που βοηθά στη ρύθμιση του κλίματος του βόρειου ημισφαιρίου θα μπορούσε να καταρρεύσει οποιαδήποτε στιγμή από το 2025 και να εξαπολύσει κλιματικό χάος, προειδοποιεί μια αμφιλεγόμενη νέα μελέτη.
Το Ρεύμα του Μεσημβρινού Ωκεανού του Ατλαντικού (AMOC), το οποίο περιλαμβάνει και το Ρεύμα του Κόλπου, κυβερνά το κλίμα φέρνοντας ζεστά, τροπικά νερά στα βόρεια και κρύα νερά στα νότια.
Αλλά οι ερευνητές λένε τώρα ότι το AMOC μπορεί να στρέφεται προς την πλήρη κατάρρευση μεταξύ 2025 και 2095, προκαλώντας πτώση των θερμοκρασιών, κατάρρευση των ωκεάνιων οικοσυστημάτων και πολλαπλασιασμό των καταιγίδων σε όλο τον κόσμο. Ωστόσο, ορισμένοι επιστήμονες έχουν προειδοποιήσει ότι η νέα έρευνα έρχεται με κάποιες μεγάλες επιφυλάξεις.
Το AMOC μπορεί να υπάρξει σε δύο σταθερές καταστάσεις: μια ισχυρότερη, ταχύτερη στην οποία βασιζόμαστε σήμερα και μια άλλη που είναι πολύ πιο αργή και πιο αδύναμη. Προηγούμενες εκτιμήσεις προέβλεπαν ότι το ρεύμα πιθανότατα θα μεταβεί στην ασθενέστερη λειτουργία του κάποια στιγμή τον επόμενο αιώνα.
Σχετικό: Το Gulf Stream θα μπορούσε να στραφεί προς μη αναστρέψιμη κατάρρευση, προειδοποιεί νέα ανάλυση
Ωστόσο, η κλιματική αλλαγή που προκαλείται από τον άνθρωπο μπορεί να ωθήσει το AMOC σε ένα κρίσιμο σημείο καμπής νωρίτερα παρά αργότερα, προέβλεψαν ερευνητές σε νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε την Τρίτη (25 Ιουλίου) στο περιοδικό Nature Communications.
"Το αναμενόμενο σημείο καμπής - δεδομένου ότι συνεχίζουμε να λειτουργούμε ως συνήθως (business as usual) με τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου - έρχεται πολύ νωρίτερα από ό, τι περιμέναμε", δήλωσε στο Live Science η συν-συγγραφέας Susanne Ditlevsen, καθηγήτρια στατιστικής και στοχαστικών μοντέλων στη βιολογία στο Πανεπιστήμιο της Κοπεγχάγης.
«Δεν ήταν ένα αποτέλεσμα όπου είπαμε: "Ω, ναι, εδώ το έχουμε". Ήμασταν πραγματικά μπερδεμένοι».
Η AMOC ως παγκόσμιος μεταφορικός ιμάντας
Τα ρεύματα του Ατλαντικού Ωκεανού λειτουργούν σαν ένας ατελείωτος παγκόσμιος μεταφορικός ιμάντας που μεταφέρει οξυγόνο, θρεπτικά συστατικά, άνθρακα και θερμότητα σε όλο τον κόσμο. Τα θερμότερα νότια νερά, τα οποία είναι πιο αλμυρά και πυκνότερα, ρέουν βόρεια για να κρυώσουν και να βυθιστούν κάτω από τα νερά σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη, απελευθερώνοντας θερμότητα στην ατμόσφαιρα.
Στη συνέχεια, μόλις βυθιστεί κάτω από τον ωκεανό, το νερό παρασύρεται αργά προς τα νότια, θερμαίνεται ξανά και ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Αλλά η κλιματική αλλαγή επιβραδύνει αυτή τη ροή. Το γλυκό νερό από το λιώσιμο των πάγων έχει κάνει το νερό λιγότερο πυκνό και αλμυρό και πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι το ρεύμα είναι το ασθενέστερο εδώ και περισσότερα από 1.000 χρόνια.
Μια απλοποιημένη προσομοίωση του παγκόσμιου «μεταφορικού ιμάντα» AMOC, με επιφανειακά ρεύματα που εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα και ρεύματα βαθέων υδάτων με μπλε χρώμα. (Διαθέσιμη εικόνα: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio)
Η περιοχή κοντά στη Γροιλανδία όπου βυθίζονται τα νότια νερά (γνωστή ως υποπολική γύρη) συνορεύει με ένα κομμάτι που χτυπά χαμηλές θερμοκρασίες ρεκόρ, ενώ οι γύρω θάλασσες ανεβαίνουν σε υψηλά επίπεδα όλων των εποχών, σχηματίζοντας μια συνεχώς διευρυνόμενη «άμορφη μάζα» κρύου νερού.
Ερευνητική ομάδα (2024)βρήκε μοτίβα συμβατά με το AMOC που παρέμεινε σταθερό από το 1955, όταν ξεκίνησαν εκτεταμένες μετρήσεις, έως το 1994. Από τότε, ωστόσο, η AMOC έχει επιβραδυνθεί. «Υπάρχει επίσης μια επιβράδυνση της θερμοαλατικής γεωτροφικής κυκλοφορίας παντού στον Βόρειο Ατλαντικό κατά την πιο πρόσφατη δεκαετία.
Το AMOC περιλαμβάνει τόσα πολλά ρεύματα και υπόγεια ρεύματα που είναι δύσκολο να τεθεί ένας ενιαίος αριθμός για τις αλλαγές, αλλά οι συγγραφείς σημειώνουν μείωση κατά 20% του ζεστού νερού που μεταφέρεται από το Ρεύμα του Κόλπου.
Ένας πρόσθετος φόβος σε σχέση με την αποτυχία της AMOC είναι η μείωση του οξυγόνου που θα προκαλέσει την κατάρρευση των οικοσυστημάτων των βαθιών υδάτων. Αυτό παραμένει μια πραγματική απειλή, αλλά μια πρόσφατη μελέτη έθεσε το ενδεχόμενο άλλες πηγές οξυγόνωσης να είναι ισχυρότερες σε έναν κόσμο που θερμαίνεται, αντισταθμίζοντας εν μέρει αυτή την πτυχή της εξασθένησης της AMOC.
Η πιθανότητα κατάρρευσης της AMOC τράβηξε την προσοχή του κοινού όταν αποτέλεσε το κεντρικό θέμα της χολιγουντιανής ταινίας The Day After Tomorrow. Όπως οι περισσότερες ταινίες καταστροφής, πήρε κάτι πραγματικό και το υπερτόνισε σε γελοίες διαστάσεις. "Φυσικά, οι περισσότεροι επιστήμονες του κλίματος δεν συμμερίζονται αυτές τις φαντασιώσεις του Χόλιγουντ και κανείς μέσα στις επιστημονικές κοινότητες δεν πιστεύει ότι μπορεί να συμβεί κάτι έστω και ελάχιστα παρόμοιο", δήλωσε ο Mishonov. "Ωστόσο, οι περισσότεροι πιστεύουν ότι η σημαντική επιβράδυνση της AMOC μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική κλιματική αλλαγή που δεν μπορεί να προβλεφθεί και να προβλεφθεί. Ως εκ τούτου, το αυξημένο ενδιαφέρον για τη λειτουργικότητα της AMOC είναι απολύτως δικαιολογημένο".
Την τελευταία φορά που το AMOC άλλαξε λειτουργία κατά τη διάρκεια της πιο πρόσφατης εποχής των παγετώνων, το κλίμα κοντά στη Γροιλανδία αυξήθηκε κατά 18 έως 27 βαθμούς Φαρενάιτ (10 έως 15 βαθμούς Κελσίου) μέσα σε μια δεκαετία. Εάν απενεργοποιηθεί, οι θερμοκρασίες στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική θα μπορούσαν να μειωθούν έως και 9 F (5 C) στο ίδιο χρονικό διάστημα.
Άμεσα δεδομένα σχετικά με την ισχύ του AMOC έχουν καταγραφεί μόνο από το 2004, οπότε για να αναλύσουν τις αλλαγές στο ρεύμα σε μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες, οι ερευνητές στράφηκαν στις μετρήσεις θερμοκρασίας επιφάνειας του υποπολικού γύρου μεταξύ των ετών 1870 και 2020, ένα σύστημα που υποστηρίζουν ότι παρέχει ένα «δακτυλικό αποτύπωμα» για την ισχύ της κυκλοφορίας του AMOC.
Τροφοδοτώντας αυτές τις πληροφορίες σε ένα στατιστικό μοντέλο, οι ερευνητές μέτρησαν τη φθίνουσα δύναμη και ανθεκτικότητα του ωκεάνιου ρεύματος από τις αυξανόμενες διακυμάνσεις του από έτος σε έτος.
Τα αποτελέσματα του μοντέλου ανησύχησαν τους ερευνητές - ωστόσο λένε ότι ο έλεγχός τους ενίσχυσε μόνο τα ευρήματά τους: Το παράθυρο για την κατάρρευση του συστήματος θα μπορούσε να ξεκινήσει ήδη από το 2025 και γίνεται πιο πιθανό καθώς συνεχίζεται ο 21ος αιώνας.
«"Δεν θεωρώ τον εαυτό μου πολύ κινδυνολόγο. Κατά μία έννοια δεν είναι γόνιμο,», δήλωσε στο Live Science ο Peter Ditlevsen, καθηγητής φυσικής και κλιματικής επιστήμης στο Ινστιτούτο Niels Bohr στην Κοπεγχάγη. «Οπότε το αποτέλεσμά μου με ενοχλεί, κατά μία έννοια. Επειδή [το παράθυρο για πιθανή κατάρρευση] είναι τόσο κοντά και τόσο σημαντικό που πρέπει να αναλάβουμε άμεση δράση τώρα».
Διαμάχη για την προβλεπόμενη κατάρρευση
Ωκεανογράφοι και ειδικοί του κλίματος έχουν πει ότι ενώ η μελέτη παρέχει μια ανησυχητική προειδοποίηση, έρχεται με κάποιες μεγάλες αβεβαιότητες.
"Εάν τα στατιστικά στοιχεία είναι ισχυρά και είναι ένας σωστός / σχετικός τρόπος για να περιγράψουμε πώς συμπεριφέρεται το πραγματικό σύγχρονο AMOC και οι αλλαγές σχετίζονται (αποκλειστικά) με αλλαγές στο AMOC, τότε αυτό είναι ένα πολύ ανησυχητικό αποτέλεσμα", δήλωσε ο David Thornalley, καθηγητής ωκεανών και κλιματικής επιστήμης στο University College London. «Αλλά υπάρχουν μερικά πραγματικά μεγάλα άγνωστα και υποθέσεις που πρέπει να διερευνηθούν πριν έχουμε εμπιστοσύνη σε αυτό το αποτέλεσμα».
Άλλοι επιστήμονες του κλίματος έχουν προχωρήσει τόσο πολύ ώστε να ρίξουν κρύο νερό στα ευρήματα, υποδηλώνοντας ότι είναι «εντελώς ασαφές» ότι η παρατηρούμενη εξέλιξη της επιφανειακής θερμοκρασίας του AMOC μπορεί να συνδεθεί με τη δύναμη της κυκλοφορίας του.
"Ενώ τα μαθηματικά φαίνονται να έχουν γίνει με δεξιοτεχνία, το φυσικό θεμέλιο είναι εξαιρετικά ασταθές: Βασίζεται στην υπόθεση ότι η κατάρρευση που δείχνουν τα απλοποιημένα μοντέλα περιγράφει σωστά την πραγματικότητα - αλλά απλά δεν γνωρίζουμε και δεν υπάρχει σοβαρή συζήτηση για τις αδυναμίες αυτών των απλοποιημένων μοντέλων", δήλωσε ο Jochem Marotzke, καθηγητής κλιματικής επιστήμης και διευθυντής του Ινστιτούτου Max Planck για τη Μετεωρολογία στο Αμβούργο. είπε το Live Science σε ένα email. «Ως εκ τούτου, ενώ η εργασία μπορεί να είναι μια έγκυρη άσκηση «τι θα γινόταν αν» στην ανάλυση χρονοσειρών σε ένα εξειδικευμένο περιοδικό, υπολείπεται κατά πολύ του αυτοαποκαλούμενου στόχου της εκτίμησης της εξέλιξης της κυκλοφορίας αποκλειστικά από παρατηρήσεις.
Οι ερευνητές πίσω από τη νέα μελέτη λένε ότι τα επόμενα βήματά τους θα είναι να ενημερώσουν το μοντέλο τους με δεδομένα από τα τελευταία τρία χρόνια, τα οποία θα πρέπει να περιορίσουν το παράθυρό τους για προβλεπόμενη κατάρρευση.
Η Μεσημβρινή Ανατρεπτική Κυκλοφορία του Ατλαντικού (AMOC) μεταφέρει τεράστια ποσά θερμότητας από τα χαμηλά στα υψηλά γεωγραφικά πλάτη και επηρεάζει σημαντικά το κλίμα. Τα κλιματικά μοντέλα έχουν προβλέψει ότι η υπερθέρμανση του πλανήτη θα προκαλέσει επιβράδυνση της AMOC, αλλά τα συγκεκριμένα στοιχεία για μια τέτοια επιβράδυνση είναι ελάχιστα. Οι Srokosz και Bryden εξετάζουν μια δεκαετία παρατηρήσεων του AMOC που αποκαλύπτουν μια απροσδόκητη μεταβλητότητα σε χρονικές κλίμακες από εποχιακές έως δεκαετείς, καθώς και μια γενική εξασθένηση κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Science, αυτό το τεύχος 10.1126/science.125557
ΙΣΤΟΡΙΚΟ
Μια έκθεση του 2002 με τίτλο Abrupt Climate Change (Απότομη κλιματική αλλαγή): Αναπόφευκτες εκπλήξεις, ανέδειξε την κυκλοφορία του Βόρειου Ατλαντικού ως πιθανώς υποκείμενη σε απότομη μεταβολή σε ένα θερμαινόμενο κλίμα. Ομοίως, η έκθεση της Διακυβερνητικής Επιτροπής για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) του 2001 πρότεινε ότι η μεσημβρινή ανατρεπτική κυκλοφορία του Ατλαντικού (AMOC) θα μπορούσε να αποδυναμωθεί κατά τη διάρκεια του 21ου αιώνα. Καθώς αυτή η κυκλοφορία μεταφέρει θερμότητα προς τα βόρεια, προσδίδοντας στο Ηνωμένο Βασίλειο και τη βορειοδυτική Ευρώπη ένα εύκρατο κλίμα, αυτό προκάλεσε νέες προσπάθειες για την πραγματοποίηση παρατηρήσεων της AMOC. Συγκεκριμένα, οδήγησε στην ανάπτυξη ενός συστήματος παρατήρησης στον Ατλαντικό στις 26,5° Β την άνοιξη του 2004, το οποίο πέρυσι συμπλήρωσε μια δεκαετία μετρήσεων.
ΠΡΟΟΔΟΙ
Εκτός από τη βασική δεκαετία παρατηρήσεων στις 26,5°Β, έχουν γίνει και άλλες συνεχείς μετρήσεις που καταγράφουν στοιχεία της AMOC, ορισμένες από τις οποίες δεν είναι συνεχείς ή έχουν πολύ μικρότερη διάρκεια. Μαζί οι παρατηρήσεις αυτές οδηγούν σε μια πληρέστερη εικόνα της AMOC. Οι παρατηρήσεις της AMOC στις 26,5°Ν έχουν προκαλέσει πολλές εκπλήξεις σε χρονικές κλίμακες από υποετήσιες έως πολυετείς.
Πρώτον, το εύρος της μεταβλητότητας της AMOC που βρέθηκε κατά το πρώτο έτος, 4 έως 35 Sv (Sverdrup, ένα εκατομμύριο κυβικά μέτρα ανά δευτερόλεπτο, η τυπική μονάδα για την ωκεάνια κυκλοφορία), ήταν μεγαλύτερο από τα 15 έως 23 Sv που είχαν βρεθεί προηγουμένως από πέντε παρατηρήσεις με βάση πλοία επί 50 χρόνια.
In oceanography, the sverdrup (symbol: Sv) is a non-SI metric unit of volumetric flow rate, with 1 Sv equal to 1 million cubic metres per second (264,172,052 US gal/s).[1][2] It is equivalent to the SI derived unit cubic hectometer per second (symbol: hm3/s or hm3⋅s−1): 1 Sv is equal to 1 hm3/s. It is used almost exclusively in oceanography to measure the volumetric rate of transport of ocean currents. It is named after Harald Sverdrup.[WIKIPEDIA]
Στη συνέχεια, παρατηρήθηκε στις 34,5° Ν ένα παρόμοιο μεγάλο εύρος με εκείνο στις 26,5° Β. Δεύτερον, το εύρος του εποχιακού κύκλου, με ελάχιστο την άνοιξη και μέγιστο το φθινόπωρο, ήταν πολύ μεγαλύτερο (~6,7 Sv) από το αναμενόμενο, και ο κινητήριος μηχανισμός της ανεμοπίεσης στον Ατλαντικό ήταν επίσης απροσδόκητος.
Τρίτον, η μείωση κατά 30% της AMOC κατά τη διάρκεια του 2009-2010 ήταν εντελώς απροσδόκητη και υπερέβη το εύρος της διαχρονικής μεταβλητότητας που βρέθηκε στα κλιματικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν για τις αξιολογήσεις της IPCC. Το γεγονός αυτό καταγράφηκε επίσης από τις παρατηρήσεις του Argo και των αλτιμετρικών παρατηρήσεων του άνω άκρου της AMOC στους 41°Β. Η βύθιση αυτή συνοδεύτηκε από σημαντικές αλλαγές στο θερμικό περιεχόμενο του ωκεανού, με πιθανές επιπτώσεις στον καιρό που αποτελούν αντικείμενο ενεργού έρευνας.
Τέλος, κατά την περίοδο των παρατηρήσεων στις 26,5°Β, η AMOC μειώθηκε με ρυθμό περίπου 0,5 Sv ανά έτος, 10 φορές ταχύτερα από ό,τι προβλέπουν τα κλιματικά μοντέλα.
Το αν πρόκειται για τάση που οφείλεται στην υπερθέρμανση του πλανήτη ή για μέρος της λεγόμενης Ατλαντικής Πολυδεκαδικής Ταλάντωσης/Μεταβλητότητας που προκύπτει από μετρήσεις της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας αποτελεί επίσης αντικείμενο ενεργού έρευνας. Αναμφίβολα, η συνεχής παρατήρηση της AMOC επί μια δεκαετία έχει αλλάξει σημαντικά την άποψή μας για το ρόλο της ωκεάνιας μεταβλητότητας στο κλίμα
ΑΠΟΨΗ
Οι παρατηρήσεις AMOC 26,5°Β διεγείρουν την ανάπτυξη περαιτέρω συστημάτων παρατήρησης AMOC τόσο στα βόρεια, στην υποπολική περιστροφική τροχιά του Βόρειου Ατλαντικού, όσο και στα νότια, στον Νότιο Ατλαντικό. Στόχος είναι να αποκτηθεί μια ολιστική εικόνα του AMOC από νότο προς βορρά.
Δεδομένων των εκπλήξεων και των ιδεών για την κυκλοφορία του Ατλαντικού που έχουν προκαλέσει οι παρατηρήσεις μέχρι σήμερα, δεν είναι υπερβολικό να περιμένουμε ότι με τις νέες παρατηρήσεις θα υπάρξουν μελλοντικές «αναπόφευκτες εκπλήξεις».
Σχήμα 1 Απλοποιημένο σχήμα (Επάνω) του AMOC.Το ζεστό νερό ρέει βόρεια στον ανώτερο ωκεανό (κόκκινο), εκπέμπει θερμότητα στην ατμόσφαιρα (η ατμοσφαιρική ροή κερδίζει θερμότητα που αντιπροσωπεύεται από την αλλαγή του χρώματος των ευρέων βελών), βυθίζεται και επιστρέφει ως βαθιά ψυχρή ροή (μπλε). Το γεωγραφικό πλάτος των παρατηρήσεων AMOC 26,5°Β υποδεικνύεται. Η πραγματική ροή είναι πολύ πιο περίπλοκη. (Κάτω) Η 10ετής (Απρίλιος 2004 έως Μάρτιος 2014) χρονοσειρά της ισχύος AMOC στους 26,5 ° N σε Sverdrups (1 Sv = 106 m3 s-1). Αυτή είναι η φιλτραρισμένη έκδοση 180 ημερών της χρονοσειράς. Ορατά είναι οι χαμηλές εκδήλωσεις AMOC το 2009-2010 και η συνολική μείωση της δύναμης AMOC κατά τη διάρκεια της 10ετούς περιόδου.
https://www.axios.com/2023/07/25/gulf-stream-collapse-atlantic-ocean-circulation
Mojib Latif, Jing Sun, Martin Visbeck & M.Hadi Bordbar, Natural variability has dominated Atlantic Meridional Overturning Circulation since 1900,
Η σημασία της μεσημβρινής ανατρεπόμενης κυκλοφορίας του Ατλαντικού (AMOC) για τη μεταφορά θερμότητας στο κλίμα είναι ευρέως αναγνωρισμένη. Τα κλιματικά μοντέλα προβλέπουν ότι η AMOC θα επιβραδυνθεί κάτω από την υπερθέρμανση του πλανήτη, με σημαντικές επιπτώσεις, αλλά οι μετρήσεις της ωκεάνιας κυκλοφορίας ήταν ανεπαρκείς για την αξιολόγηση αυτών των προβλέψεων. Οι παρατηρήσεις της τελευταίας δεκαετίας έχουν αλλάξει αυτή την κατάσταση, παρέχοντας μια λεπτομερή εικόνα των μεταβολών της AMOC. Οι παρατηρήσεις αυτές αποκαλύπτουν έναν εκπληκτικό βαθμό μεταβλητότητας του AMOC όσον αφορά το ενδοετήσιο εύρος, το πλάτος και τη φάση του εποχιακού κύκλου, τις διαχρονικές μεταβολές της ισχύος που επηρεάζουν το θερμικό περιεχόμενο των ωκεανών και την πτώση του AMOC κατά τη διάρκεια της δεκαετίας, και οι δύο τελευταίες υπερβαίνουν τις μεταβολές που παρατηρούνται στα κλιματικά μοντέλα.
Τι συμβαίνει στον Ατλαντικό Ωκεανό στο AMOC;
24 Ιουλ 2023 by Stefan Rahmstorf
Για διάφορους λόγους, έχω κίνητρο να ενημερώσω για την τρέχουσα σκέψη μου σχετικά με την επιβράδυνση και το σημείο καμπής της Ατλαντική Μεσημβρινή Ανατρεπτική Κυκλοφορία (AMOC). Παρακολούθησα μια διήμερη συνεδρία AMOC στο συνέδριο IUGG την προηγούμενη εβδομάδα, υπήρξαν ενδιαφέρουσες νέες εργασίες και υπό το πρίσμα αυτό άλλαξα κάπως τις απόψεις μου. Εδώ είναι δέκα σημεία, ξεκινώντας από τα πολύ βασικά, ώστε να μπορείτε εύκολα να μεταβείτε στις πτυχές που σας ενδιαφέρουν.
1.Το AMOC είναι μια μεγάλη υπόθεση για το κλίμα. Η μεσημβρινή κυκλοφορία ανατροπής του Ατλαντικού (AMOC) είναι μια μεγάλης κλίμακας κίνηση ανατροπής ολόκληρου
του Ατλαντικού, από τον Νότιο Ωκεανό έως τον απώτατο βορρά. Κινεί περίπου 15
εκατομμύρια κυβικά μέτρα νερού ανά δευτερόλεπτο (δηλαδή 15 Sverdrup). Το νερό AMOC διέρχεται από το Ρεύμα του Κόλπου κατά μήκος ενός μέρους
του πολύ μεγαλύτερου ταξιδιού του, αλλά συμβάλλει μόνο στο μικρότερο μέρος της
συνολικής ροής του περίπου 90 Sverdrup. Το AMOC
καθοδηγείται από διαφορές πυκνότητας και είναι μια βαθιά κάθετη ανατροπή του
Ατλαντικού. Το Ρεύμα του Κόλπου είναι ένα ρεύμα κοντά στην επιφάνεια κοντά στις
ακτές του Ατλαντικού των ΗΠΑ και οδηγείται κυρίως από ανέμους. Ωστόσο, το AMOC μετακινεί το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας στον βόρειο
Ατλαντικό, οπότε είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το κλίμα, επειδή η ροή
επιστροφής προς νότο είναι πολύ κρύα και βαθιά (μεταφορά θερμότητας είναι η ροή
πολλαπλασιασμένη με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ βόρειας και νότιας ροής). Το
καθοδηγούμενο από τον άνεμο τμήμα του Ρεύματος του Κόλπου συμβάλλει πολύ λιγότερο
στην καθαρή μεταφορά θερμότητας προς βορρά, επειδή αυτό το νερό επιστρέφει στο
νότο στην επιφάνεια του ανατολικού Ατλαντικού σε θερμοκρασία όχι πολύ ψυχρότερη
από τη βόρεια ροή, οπότε αφήνει λίγη θερμότητα πίσω στο βορρά. Έτσι, για τις
κλιματικές επιπτώσεις, το AMOC
είναι η μεγάλη υπόθεση, όχι το Ρεύμα του Κόλπου.
2 Η AMOC έχει επανειλημμένα δείξει σημαντικές αστάθειες στην
πρόσφατη ιστορία της Γης, για παράδειγμα
κατά τη διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων, προκαλώντας ανησυχίες για
τη σταθερότητά της κάτω από τη μελλοντική υπερθέρμανση του πλανήτη, βλέπε π.χ. Broecker 1987 που
προειδοποίησε για «δυσάρεστες εκπλήξεις στο θερμοκήπιο». Σημαντικές απότομες
κλιματικές αλλαγές του παρελθόντος συνδέονται με αστάθειες AMOC, συμπεριλαμβανομένων των Dansgaard-Oeschger-Events και Heinrich Events. Για περισσότερα σχετικά με αυτό, δείτε το έγγραφο
ανασκόπησης στο Nature.
3 Το AMOC έχει αποδυναμωθεί τα τελευταία εκατό χρόνια. Δεν έχουμε άμεσες μετρήσεις για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα (μόνο από το 2004 από το έργο RAPID), αλλά διάφορες έμμεσες ενδείξεις. Χρησιμοποιήσαμε τη χρονική εξέλιξη της «ψυχρής σταγόνας» που φαίνεται παραπάνω, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις SST από το 1870, για να ανακατασκευάσουμε το AMOC στο Caesar et al. 2018. Σε αυτό το άρθρο συζητάμε επίσης ένα «δακτυλικό αποτύπωμα» μιας επιβράδυνσης του AMOC, η οποία περιλαμβάνει επίσης την υπερβολική αύξηση της θερμοκρασίας κατά μήκος της ακτής της Βόρειας Αμερικής, που φαίνεται επίσης στο Σχήμα 1. Το ότι αυτό το δακτυλικό αποτύπωμα συσχετίζεται με το AMOC σε ιστορικές διαδρομές με μοντέλα CMIP6 αποδείχθηκε πρόσφατα από τους Latif et al. 2022, βλ. ΕιΣχήμα 2.
Σχήμα 2. Συσχέτιση παραλλαγών SST (αριστερά) με παραλλαγές AMOC (δεξιά) σε ιστορικές διαδρομές με μοντέλα CMIP6, από Latif et al. 2022.
Άλλοι έχουν χρησιμοποιήσει αλλαγές στο ρεύμα της Φλόριντα από το 1909 ή αλλαγές στην αλατότητα του Νότιου Ατλαντικού, για να ανακατασκευάσουν προηγούμενες αλλαγές AMOC - για λεπτομέρειες δείτε το τελευταίο άρθρο AMOC εδώ στο RealClimate.
4.Το AMOC είναι τώρα ασθενέστερο από οποιαδήποτε άλλη στιγμή στην τελευταία χιλιετία. Αρκετές ομάδες παλαιοκλιματολόγων έχουν χρησιμοποιήσει μια ποικιλία μεθόδων για την ανακατασκευή του AMOC σε μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα. Συγκεντρώσαμε τις ανακατασκευές AMOC που μπορέσαμε να βρούμε στο Caesar et al. 2021, βλέπε γράφημα 3. Σε περίπτωση που αναρωτιέστε πώς συγκρίνονται οι ανακατασκευές δεδομένων διακομιστή μεσολάβησης με άλλες μεθόδους για την πρόσφατη μεταβλητότητα από το 1950, αυτό φαίνεται στο Caesar et al. 2022 (η άποψή μου: αρκετά καλά).
Σχήμα 3. Μια συλλογή από 9 διαφορετικές σειρές πληρεξουσίων για την εξέλιξη του AMOC. Οι τοποθεσίες δεδομένων εμφανίζονται στον ένθετο χάρτη, από Caesar et al. 2021.
5. Η μακροπρόθεσμη τάση εξασθένησης είναι ανθρωπογενής. Πρώτον, είναι βασικά αυτό που προβλέπουν τα κλιματικά μοντέλα ως απάντηση στην υπερθέρμανση του πλανήτη, αν και θα έλεγα ότι την υποτιμούν (βλ. σημείο 8 παρακάτω). Μια πρόσφατη μελέτη της Qasmi 2023 συνδύασε παρατηρήσεις και μοντέλα για να απομονώσει τον ρόλο διαφορετικών οδηγών και καταλήγει στο συμπέρασμα για την περιοχή της «ψυχρής σταγόνας»: «Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις, μια ανθρωπογενής ψύξη διαγιγνώσκεται με τη μέθοδο τις τελευταίες δεκαετίες (1951-2021) σε σύγκριση με την προβιομηχανική περίοδο».
Επιπλέον, φαίνεται να υπάρχουν δεκαδικές ταλαντώσεις, ιδιαίτερα μετά τα μέσα του 20ου αιώνα. Μπορεί να είναι φυσική μεταβλητότητα ή μια ταλαντευόμενη απόκριση στη σύγχρονη θέρμανση, δεδομένου ότι υπάρχει καθυστερημένη αρνητική ανάδραση στο σύστημα (το αδύναμο AMOC κάνει την περιοχή «ψυχρής σταγόνας» να κρυώσει, γεγονός που αυξάνει την πυκνότητα του νερού εκεί, γεγονός που ενισχύει το AMOC). Η αύξηση του πλάτους ταλάντωσης μπορεί επίσης να είναι ένα πρώιμο προειδοποιητικό σημάδι απώλειας σταθερότητας του AMOC, βλέπε σημείο 10 παρακάτω.
Η πολύ βραχυπρόθεσμη
μεταβλητότητα SST (εποχιακή, διαχρονική)
στην περιοχή ψυχρής σταγόνας πιθανότατα κυριαρχείται μόνο από τον καιρό, δηλαδή
την επιφανειακή θέρμανση και ψύξη, και δεν είναι ενδεικτική των αλλαγών στα
ωκεάνια ρεύματα.
6. Το AMOC έχει
ένα σημείο καμπής, αλλά είναι εξαιρετικά αβέβαιο πού βρίσκεται αυτό. Αυτό το σημείο καμπής περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Stommel το 1961 σε ένα
εξαιρετικά απλό μοντέλο που αποτυπώνει μια θεμελιώδη ανατροφοδότηση. Η περιοχή
στον βόρειο Ατλαντικό όπου βυθίζονται τα νερά του AMOC είναι μάλλον αλμυρή, επειδή το AMOC φέρνει αλμυρό νερό από τα υποτροπικά σε αυτήν την
περιοχή. Εάν γίνει λιγότερο αλμυρό από την εισροή γλυκού νερού (βροχή ή λιωμένο
νερό από το λιώσιμο του πάγου), το νερό γίνεται λιγότερο πυκνό (λιγότερο
"βαρύ"), βυθίζεται λιγότερο, το AMOC επιβραδύνεται. Έτσι, φέρνει λιγότερο αλάτι στην περιοχή,
γεγονός που επιβραδύνει περαιτέρω το AMOC. Ονομάζεται αναδραση της μεταφοράς αλατιού. Πέρα από ένα
κρίσιμο όριο, αυτό γίνεται ένας αυτοενισχυόμενος «φαύλος κύκλος» και το AMOC ακινητοποιειται. Το όριο αυτό είναι το
σημείο καμπής του AMOC. Ο Stommel έγραψε: «Το σύστημα είναι εγγενώς γεμάτο με δυνατότητες
για εικασίες σχετικά με την κλιματική αλλαγή».
Το ότι υπάρχει αυτό το σημείο
καμπής έχει επιβεβαιωθεί σε πολλά μοντέλα από την εργασία του Stommel το 1961, συμπεριλαμβανομένων εξελιγμένων 3-διάστατων
μοντέλων ωκεάνιας κυκλοφορίας καθώς και πλήρως ανεπτυγμένων κλιματικών μοντέλων
σύζευξης. Δημοσιεύσαμε μια πρώιμη σύγκριση μοντέλων σχετικά με αυτό το θέμα το 2005. Η
μεγάλη αβεβαιότητα, ωστόσο, είναι πόσο μακριά βρίσκεται το σημερινό κλίμα από
αυτό το σημείο καμπής. Τα μοντέλα διαφέρουν σημαντικά από αυτή την άποψη, η
τοποθεσία φαίνεται να εξαρτάται ευαίσθητα από τις λεπτότερες λεπτομέρειες της
κατανομής πυκνότητας των υδάτων του Ατλαντικού. Έχω παρομοιάσει την κατάσταση
με την πλεύση με ένα πλοίο σε αχαρτογράφητα νερά, όπου γνωρίζετε ότι υπάρχουν
επικίνδυνοι βράχοι κρυμμένοι κάτω από την επιφάνεια που θα μπορούσαν να βλάψουν
σοβαρά το πλοίο σας, αλλά δεν ξέρετε πού βρίσκονται.
7. Τα συνήθη κλιματικά μοντέλα έχουν δείξει ότι ο κίνδυνος είναι σχετικά
μικρός κατά τη διάρκεια αυτού του αιώνα. Πάρτε για παράδειγμα τις εκθέσεις
της IPCC: Για παράδειγμα, η ειδική
έκθεση για τους ωκεανούς και την κρυόσφαιρα κατέληγε:
Το AMOC προβλέπεται να αποδυναμωθεί τον 21ο αιώνα κάτω από όλα τα RCP (πολύ πιθανό), αν και μια κατάρρευση είναι πολύ απίθανη (μέτρια εμπιστοσύνη). Με βάση τις προβλέψεις του CMIP5, μέχρι το 2300, μια κατάρρευση του AMOC είναι περίπου τόσο πιθανή όσο όχι για σενάρια υψηλών εκπομπών και πολύ απίθανη για χαμηλότερα (μέτρια εμπιστοσύνη).
Εδώ και πολύ καιρό είμαι της
γνώμης ότι το "πολύ απίθανο", δηλαδή λιγότερο από 10% στη
βαθμονομημένη ορολογία αβεβαιότητας της IPCC, δεν είναι καθόλου καθησυχαστικό για έναν κίνδυνο που
πρέπει πραγματικά να αποκλείσουμε με πιθανότητα 99, 9%, δεδομένων των
καταστροφικών συνεπειών σε περίπτωση κατάρρευσης.
8. Αλλά: Τα τυποποιημένα κλιματικά μοντέλα πιθανώς υποτιμούν τον κίνδυνο.
Υπάρχουν δύο λόγοι γι' αυτό. Αγνοούν σε μεγάλο βαθμό την απώλεια πάγου της
Γροιλανδίας και την επακόλουθη εισροή γλυκού νερού στον βόρειο Ατλαντικό,
γεγονός που συμβάλλει στην αποδυνάμωση του AMOC. Και το AMOC τους
είναι πιθανότατα πολύ σταθερό. Υπάρχει ένα διαγνωστικό για τη σταθερότητα του AMOC, δηλαδή η ανατροπή της μεταφοράς γλυκού νερού, την οποία
εισήγαγα σε ένα έγγραφο το 1996 με βάση το μοντέλο
του Stommel του 1961. Βασικά, εάν η AMOC εξάγει γλυκό νερό από τον Ατλαντικό, τότε μια
αποδυνάμωση της AMOC θα οδηγούσε
σε έναν πιο φρέσκο (λιγότερο αλμυρό) Ατλαντικό, γεγονός που θα αποδυνάμωνε
περαιτέρω την AMOC. Τα στοιχεία δείχνουν
ότι η πραγματική AMOC εξάγει
γλυκό νερό, στα περισσότερα μοντέλα εισάγει γλυκό νερό. Αυτό εξακολουθεί να
ισχύει και συζητήθηκε επίσης στη διάσκεψη IUGG.
Εδώ ένα απόσπασμα από Liu et al. 2014, το οποίο συνοψίζει όμορφα το πρόβλημα και δίνει μερικές αναφορές:
Χρησιμοποιώντας την ωκεάνια μεταφορά γλυκού νερού που σχετίζεται με την ανατροπή της κυκλοφορίας ως δείκτη της δισταθερότητας AMOC (Rahmstorf 1996), οι αναλύσεις των σημερινών παρατηρήσεων δείχνουν επίσης ένα δισταθές AMOC (Weijer et al. 1999; Huisman et al. 2010; Hawkins et al. 2011α, β; Bryden et al. 2011; Garzoli κ.ά. 2012). Αυτές οι μελέτες παρατήρησης υποδηλώνουν ένα δυνητικά δισταθές AMOC στον πραγματικό κόσμο. Αντίθετα, τα πειράματα ευαισθησίας σε CGCMs τείνουν να δείχνουν ένα μονοσταθές AMOC (Stouffer et al. 2006), υποδεικνύοντας μια μεροληψία μοντέλου προς ένα μονοσταθές AMOC. Αυτή η μονοσταθής μεροληψία του AMOC στα CGCMs, όπως επισημάνθηκε για πρώτη φορά από τους Weber et al. (2007) και αργότερα επιβεβαιώθηκε από τους Drijfhout et al. (2011), θα μπορούσε να σχετίζεται με μια μεροληψία στη βόρεια μεταφορά γλυκού νερού στον Νότιο Ατλαντικό από τη μεσημβρινή ανατροπή της κυκλοφορίας.
9. Τα καθιερωμένα κλιματικά μοντέλα λαμβάνουν την παρατηρούμενη «ψυχρή άμορφη σταγόνα» υπόψη τους, αλλά αργότερα. Ακολουθούν ορισμένα γραφήματα από την τρέχουσα έκθεση της IPCC, AR6.
Σχήμα 4. Παρατηρήθηκε έναντι προσομοίωσης ιστορικής θέρμανσης (κανονικοποιημένη σε 1 °C). Σε αυτό το στάδιο, η «ψυχρή άμορφη σταγόνα» δεν φαίνεται ακόμη στον μέσο όρο του μοντέλου. Πηγή: IPCC AR6
Σχήμα 5. Προσομοίωση θέρμανσης μέχρι το τέλος αυτού του αιώνα. Τώρα η «ψυχρή άμορφη μάζα» εμφανίζεται στα μοντέλα CMIP6.
10. Υπάρχουν πιθανά σημάδια έγκαιρης προειδοποίησης (EWS). Νέες μέθοδοι από τη μη γραμμική δυναμική αναζητούν αυτά τα προειδοποιητικά σημάδια όταν πλησιάζουν σημεία καμπής σε παρατηρησιακά δεδομένα, από την κοσμολογία έως τα κβαντικά συστήματα. Χρησιμοποιούν την κρίσιμη επιβράδυνση, αυξάνοντας τη διακύμανση ή αυξάνοντας την αυτοσυσχέτιση στη μεταβλητότητα του συστήματος. Υπάρχει το έγγραφο του Niklas Boers (2021), το οποίο χρησιμοποίησε 8 διαφορετικές σειρές δεδομένων (Σχήμα 6) και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν "ισχυρές ενδείξεις ότι η AMOC όντως πλησιάζει σε μια κρίσιμη, προκαλούμενη από διακλάδωση μετάβαση".».
Εικόνα 6. Σημάδια έγκαιρης προειδοποίησης σε τέσσερις ανακατασκευές AMOC θερμοκρασίας και τέσσερις ανακατασκευές AMOC με βάση την αλατότητα. Σημειώστε ότι το σημείο ανατροπής επιτυγχάνεται όταν οι γραμμές φτάσουν σε τιμή λάμδα μηδέν. Από τους Boers 2021.
Μια άλλη μελέτη, αυτή τη φορά χρησιμοποιώντας 312 παλαιοκλιματικές σειρές δεδομένων μεσολάβησης που πηγαίνουν πίσω μια χιλιετία, είναι οι Michel et al. 2022. Υποστηρίζουν ότι έχουν βρει μια «ισχυρή εκτίμηση, καθώς βασίζεται σε αρκετά μεγάλες παρατηρήσεις, ότι η Ατλαντική Πολυδεκαετής Μεταβλητότητα μπορεί τώρα να πλησιάζει σε ένα σημείο καμπής μετά το οποίο το σημερινό σύστημα του Ατλαντικού θα μπορούσε να υποβληθεί σε μια κρίσιμη μετάβαση».
Και σήμερα (ενημέρωση!) δημοσιεύθηκε μια τρίτη συγκρίσιμη μελέτη από Δανούς συναδέλφους, Ditlevsen &; Ditlevsen 2023, η οποία αναμένει το σημείο καμπής ήδη γύρω στο 2050, με εύρος αβεβαιότητας 95% για τα έτη 2025-2095. Οι μεμονωμένες μελέτες έχουν πάντα αδυναμίες και περιορισμούς, αλλά όταν αρκετές μελέτες με διαφορετικά δεδομένα και μεθόδους δείχνουν ένα σημείο καμπής που είναι ήδη αρκετά κοντά, νομίζω ότι αυτός ο κίνδυνος πρέπει να ληφθεί πολύ σοβαρά.
Συμπέρασμα
Το χρονοδιάγραμμα της κρίσιμης μετάβασης στο AMOC εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά αβέβαιο, αλλά όλο και περισσότερο τα στοιχεία δείχνουν ότι ο κίνδυνος είναι πολύ μεγαλύτερος από 10 % κατά τη διάρκεια αυτού του αιώνα – ακόμη και μάλλον ανησυχητικός για τις επόμενες δεκαετίες. Η συντηρητική εκτίμηση της IPCC, η οποία βασίζεται σε κλιματικά μοντέλα που είναι πολύ σταθερά και δεν λαμβάνουν την πλήρη πίεση του γλυκού νερού, είναι κατά την άποψή μου πλέον ξεπερασμένη.. Συντάσσομαι με την πρόσφατη έκθεση του ΟΟΣΑ για τα σημεία καμπής για το κλίμα, η οποία συνιστούσε:
Ωστόσο, τα τρέχοντα επιστημονικά στοιχεία υποστηρίζουν κατηγορηματικά την άνευ προηγουμένου, επείγουσα και φιλόδοξη δράση για το κλίμα για την αντιμετώπιση των κινδύνων των σημείων ανατροπής του κλιματικού συστήματος.
Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό το θέμα, μπορείτε είτε να παρακολουθήσετε τη σύντομη ομιλία του stafen Rahmstorf από το συνέδριο Exeter Tipping Points το περασμένο φθινόπωρο (όπου επίσης ο Peter Ditlevsen παρουσίασε για πρώτη φορά τη μελέτη που μόλις δημοσιεύθηκε), είτε το μεγαλύτερο βίντεο της διάλεξής μου EPA για το κλίμα στο Dublin Mansion House τον περασμένο Απρίλιο.
Βίντεο ομιλίες στην Αγγλική St Rahmstorf (PIK)
Is the Atlantic Ocean circulation approaching a tipping point?
Prof. Stefan Rahmstorf: Ocean Circulation, Tipping Points, and the Public Climate Debate
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2024.1345426/full
