Πως λειτουργούν τα θαλάσσια ρεύματα στον ωκεανό και πόσο αργεί το σημείο καμπής στο AMOC
Η συζήτηση για το πότε μπορεί να επέλθει μια κατάρρευση του AMOC καθημερινά όλο εντατικοποιείται και είκοσι χρόνια μετά την κυκλοφορία της ταινίας "Μετα την επόμενη ημέρα" γνωρίζουμε πολλά περισσότερα για την κυκλοφορία του Ατλαντικού Ωκεανού.Τα εργαλεία που αναπτύχθηκαν στον ωκεανό από το 2004 δείχνουν ότι η κυκλοφορία στον Ατλαντικό Ωκεανό έχει επιβραδυνθεί αισθητά τις τελευταίες δύο δεκαετίες, και είναι πιθανώς στην ασθενέστερη κατάστασή της εδώ και σχεδόν μια χιλιετία. Μελέτες δείχνουν επίσης ότι η κυκλοφορία έχει φτάσει σε ένα επικίνδυνο σημείο καμπής στο παρελθόν που την έστειλε σε μια απότομη, ασταμάτητη πτώση και ότι θα μπορούσε να χτυπήσει ξανά αυτό το σημείο ανατροπής καθώς ο πλανήτης θερμαίνεται και οι παγετώνες και τα στρώματα πάγου λιώνουν alias εμπλουτισμός του θαλασσινου νερού με γλυκό νερό.
Στο τέλος του άρθρου θα βρείτε δηλώσεις του ερευνητή του Potsdam Institute for Climate Impact Research, Niklas Boers αναφορικά με το AMOC από το 2021: Major Atlantic ocean current system might be approaching critical threshold. Επισης συμπληρωματική βιβλιογραφία μπορείτε να έχετε απο τον Staéfan Rahmstorf New study suggests the Atlantic overturning circulation AMOC “is on tipping course”
Πρωτιστως μια μικρή περιγραφή σε σκίτσα για το πως λειτουργεί το νερό στους ωκεανούς για να καταλάβουμε την επίδραση της κλιματικής αλλαγής στο ρεύμα του Κόλπου του μεξικού όπως το ονομάζουμε.[i]
Στη γη δημιουργούνται στην επιφάνεια της θάλασσας οι λεγόμενες Gyres (ελληνική προέλευση λέξεως-κυκλικές κινήσεις): Στο βόρειο ημισφαίριο είναι δεξιόστροφα και στο νότιο ημισφαίριο αριστερόστροφα και αυτό επειδή η γη περιστρέφεται και μεταφέρει την ένταση της περιστροφής στους ανέμους.
Εάν
η Γη δεν περιστρεφόταν περί του άξονα της τότε τα νερά θα κινιόντουσαν λόγω της
χαμηλής πίεσης στον Ισημερινό και της υψηλής πίεσης στους Πόλους από τον
ισημερινό προς τους πόλους και αντίθετα.
Συνεπάγεται ότι όπως
περιστρέφεται η Γη ο αέρας που πηγαίνει βόρεια
εκτρέπεται προς τα ανατολικά και ο αέρας που πηγαίνει νότια εκτρέπεται προς τα
δυτικά.
Tα μεγάλα ρεύματα του ανέμου σχηματίζουν σχήματα σαν βρόχους
γύρω από τη λεκάνη του ωκεανού και αυτό ονομάζεται φαινόμενο Coriolis, οι
άνεμοι σπρώχνουν το ωκεανό από κάτω από τις κυρίαρχες περιστρεφόμενες δίνες (gyres) και επειδή το νερό συγκρατεί τη
θερμότητα πιο αποτελεσματικά από τον αέρα, αυτά τα ρεύματα βοηθούν στην
αποκατάσταση της θερμότητας σε όλο τον κόσμο, σε αντίθεση με τα επιφανειακά
ρεύματα.
Τα βαθιά ωκεάνια ρεύματα οδηγούνται κυρίως από τις αλλαγές στην πυκνότητα του θαλασσινού νερού καθώς το νερό κινείται προς τον Βόρειο Πόλο γίνεται ψυχρότερο, έχει υψηλή συγκέντρωση αλατιού επειδή oι κρύσταλλοι πάγου σχηματίζουν νερό ενώ αφήνουν πίσω το αλάτι, αυτό το ψυχρό με υψηλή συγκέντρωση αλατιού νερό έχει μεγαλύτερη πυκνότητα και βυθίζεται και θερμότερο νερό παίρνει τη θέση του.
Και αυτή η διαδικασία κάθετης ανακύκλωσης του νερού ονομάζεται Θερμόαλη κυκλοφορία. Η θερμόαλη κυκλοφορία του βαθέως νερού και τα ανεμογενή επιφανειακά ρεύματα συνδυάζονται και δημιουργούν έναν ελικοειδή βρόχο που λέγεται Παγκόσμιος Μεταφορικός Ιμάντας.
Αυτό το ρεύμα, γνωστό και ως Ρεύμα του Κόλπου, φέρνει θερμότητα στην Ευρώπη. Μέχρι να φτάσει στη Γροιλανδία, αρχίζει να βυθίζεται και να ρέει σιγα σιγα προς τα νότια. Η βύθιση του νερού κοντά στη Γροιλανδία τραβά νερό σαν αντικατάσταση από αλλού στον Ατλαντικό Ωκεανό και ο κύκλος επαναλαμβάνεται, όπως ένας μεταφορικός ιμάντας.
Το νερό μέσα σε αυτή την κυκλοφορία κινείται μόνο με λίγα εκατοστά ανά δευτερόλεπτο. Μια σταγόνα νερού θα χρειαστεί 1000 περίπου χρόνια για να διανύσει όλη τη διαδρομή της θερμόαλης κυκλοφορίας.
Τι συμβαίνει τώρα με την κλιματική μεταβολή και πως επηρεάζει και επιδρά στο AMOC[ii]. Πάρα πολύ γλυκό νερό από το λιώσιμο των παγετώνων και το στρώμα πάγου της Γροιλανδίας μπορεί να αραιώσει την αλμύρα του νερού, εμποδίζοντάς το να βυθιστεί και να αποδυναμώσει αυτόν τον ωκεάνιο μεταφορικό ιμάντα. Ένας ασθενέστερος μεταφορικός ιμάντας μεταφέρει λιγότερη θερμότητα προς βορρά και επιτρέπει επίσης λιγότερο βαρύ νερό να φτάσει στη Γροιλανδία, γεγονός που αποδυναμώνει περαιτέρω την αντοχή του μεταφορικού ιμάντα. Μόλις φτάσει στο σημείο ανατροπής, κλείνει γρήγορα.
Τι συμβαίνει με το κλίμα στο σημείο καμπής;
Η ύπαρξη ενός σημείου καμπής παρατηρήθηκε για πρώτη φορά σε ένα υπερβολικά απλοποιημένο μοντέλο της κυκλοφορίας του Ατλαντικού Ωκεανού στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Τα σημερινά πιο λεπτομερή κλιματικά μοντέλα δείχνουν συνεχή επιβράδυνση της ισχύος του μεταφορικού ιμάντα υπό την κλιματική αλλαγή. Ωστόσο, μια απότομη διακοπή της κυκλοφορίας στον Ατλαντικό Ωκεανό φάνηκε να απουσιάζει από αυτά τα κλιματικά μοντέλα.
Πώς λειτουργεί ο ωκεάνιος μεταφορικός ιμάντας.
Εδώ έρχεται η μελέτη. Πραγματοποιήθηκε ένα πείραμα με ένα λεπτομερές κλιματικό μοντέλο για να βρεθεί το σημείο καμπής σε μια απότομη διακοπή λειτουργίας αυξάνοντας αργά την εισροή γλυκού νερού.
Διαπιστώθηκε ότι μόλις φτάσει στο σημείο καμπής, ο μεταφορικός ιμάντας κλείνει μέσα σε 100 χρόνια. Η μεταφορά θερμότητας προς το βορρά μειώνεται σημαντικά, οδηγώντας σε απότομες κλιματικές αλλαγές.
Το αποτέλεσμα: Επικίνδυνο κρύο στο Βορρά
Οι περιοχές που επηρεάζονται από το Ρεύμα του Κόλπου λαμβάνουν σημαντικά λιγότερη θερμότητα όταν σταματά η κυκλοφορία. Αυτό ψύχει τη Βόρεια Αμερική και την Ευρωπαϊκή ήπειρο κατά μερικούς βαθμούς.
Το ευρωπαϊκό κλίμα επηρεάζεται πολύ περισσότερο από το Ρεύμα του Κόλπου από ό,τι άλλες περιοχές. Στο πείραμά μας, αυτό σήμαινε ότι τμήματα της ηπείρου θερμαίνονται κατά περισσότερο από 5 βαθμούς Φαρενάιτ (3 βαθμούς Κελσίου) ανά δεκαετία - πολύ πιο γρήγορα από τη σημερινή υπερθέρμανση του πλανήτη περίπου 0,36 F (0,2 C) ανά δεκαετία. Διαπιστώσαμε ότι τμήματα της Νορβηγίας θα αντιμετώπιζαν πτώση θερμοκρασίας άνω των 36 F (20 C). Από την άλλη, οι περιοχές στο νότιο ημισφαίριο θα θερμανθούν κατά μερικούς βαθμούς.
Αυτές οι αλλαγές θερμοκρασίας αναπτύσσονται σε διάστημα περίπου 100 ετών. Αυτό μπορεί να φαίνεται σαν μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά σε τυπικές κλιματικές χρονικές κλίμακες, είναι απότομο.
Λοιπόν, πότε θα δούμε αυτό το σημείο καμπής;
Το μεγάλο ερώτημα – πότε θα φτάσει η κυκλοφορία του Ατλαντικού σε σημείο καμπής – παραμένει αναπάντητο. Οι παρατηρήσεις δεν πηγαίνουν αρκετά πίσω για να δώσουν ένα σαφές αποτέλεσμα. Ενώ μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι ο μεταφορικός ιμάντας πλησιάζει γρήγορα το σημείο καμπής του, πιθανώς μέσα σε λίγα χρόνια, αυτές οι στατιστικές αναλύσεις έκαναν διάφορες υποθέσεις που προκαλούν αβεβαιότητα.
Οι κλιματικές επιπτώσεις από τη μελέτη υπογραμμίζουν τη σοβαρότητα μιας τόσο απότομης κατάρρευσης μεταφορικού ιμάντα. Η θερμοκρασία, η στάθμη της θάλασσας και οι αλλαγές των βροχοπτώσεων θα επηρεάσουν σοβαρά την κοινωνία και οι κλιματικές αλλαγές είναι ασταμάτητες σε ανθρώπινες χρονικές κλίμακες.
Πηγες με πρόσβαση από 08 έως 13.02.2024:
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk1189
https://www.realclimate.org/index.php/archives/tag/north-atlantic/
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ
“The Atlantic Meridional Overturning really is one of our planet's key circulation systems."
"We already know from some computer simulations and from data from Earth's past, so-called paleoclimate proxy records, that the AMOC can exhibit -- in addition to the currently attained strong mode -- an alternative, substantially weaker mode of operation. This bi-stability implies that abrupt transitions between the two circulation modes are in principle possible."
Loss of dynamical stability could ultimately lead to collapse. It has been shown previously that the AMOC is currently at its weakest in more than a 1000 years.
However, so far it has remained an open question whether the observed weakening corresponds to a change in the mean circulation state, or whether it is associated with an actual loss of dynamical stability.
"The difference is crucial, because the loss of dynamical stability would imply that the AMOC has approached its critical threshold, beyond which a substantial and in practice likely irreversible transition to the weak mode could occur."
Long-term observational data of the strength of the AMOC does unfortunately not exist, but the AMOC leaves so-called fingerprints in sea-surface temperature and salinity patterns of the Atlantic ocean.
"A detailed analysis of these fingerprints in eight independent indices now suggests that the AMOC weakening during the last century is indeed likely to be associated with a loss of stability."
"The findings support the assessment that the AMOC decline is not just a fluctuation or a linear response to increasing temperatures but likely means the approaching of a critical threshold beyond which the circulation system could collapse."
In addition to global warming, freshwater inflow is a factor -- which is also linked to climate change
A number of factors are likely important for the phenomenon -- factors that add to the direct effect that the warming of the Atlantic ocean has on its circulation.
These include freshwater inflow from the melting of the Greenland ice sheet, melting sea-ice, increasing precipitation and river run-off.
Freshwater is lighter than saltwater and reduces the tendency of the water to sink from the surface to greater depths, which is one of the drivers of the overturning.
"I wouldn't have expected that the excessive amounts of freshwater added in the course of the last century would already produce such a response in the overturning circulation. We urgently need to reconcile our models with the presented observational evidence to assess how far from or how close to its critical threshold the AMOC really is." While the respective relevance of the different factors has to be further investigated, they're all linked to human-caused climate change.
[i] Σε μια νέα μελέτη χρησιμοποιώντας την τελευταία γενιά κλιματικών μοντέλων της Γης, προσομοιώθηκε η ροή του γλυκού νερού μέχρι η κυκλοφορία των ωκεανών να φτάσει σε αυτό το σημείο καμπής.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η κυκλοφορία θα μπορούσε να κλείσει πλήρως μέσα σε έναν αιώνα από την επίτευξη του σημείου καμπής και ότι κατευθύνεται προς αυτή την κατεύθυνση. Εάν συνέβαινε αυτό, οι μέσες θερμοκρασίες θα έπεφταν κατά αρκετούς βαθμούς στη Βόρεια Αμερική, σε μέρη της Ασίας και της Ευρώπης και οι άνθρωποι θα έβλεπαν σοβαρές και αλυσιδωτές συνέπειες σε όλο τον κόσμο.
Επίσης αναπτύχθηκε ένα σήμα έγκαιρης προειδοποίησης βασισμένο στη φυσική που μπορεί να ειδοποιήσει τον κόσμο όταν η κυκλοφορία του Ατλαντικού Ωκεανού πλησιάζει στο σημείο καμπής της.
[ii] The new study René M. van Westen, Michael Kliphuis, Henk A. Dijkstra, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk1189
