Główny prąd atlantycki utrzymujący ciepło w północnej Europie może podlegać nowym zmianom i punktom zwrotnym

Europa Północna jest stosunkowo ciepła ze względu na swoje położenie na powierzchni Ziemi. Na przykład, chociaż Londyn położony jest na północ od większości głównych miast Kanady, jest tam cieplej niż we wszystkich miastach (nawet w Vancouver w Kolumbii Brytyjskiej). Jednak to ciepło może zniknąć na początku tego stulecia z powodu globalnego ocieplenia.

Dzieje się tak dlatego, że główny prąd oceaniczny, Prąd Południowoatlantycki (AMOC), który rozciąga się od Zatoki Meksykańskiej po Svalbard w Norwegii, może przestać płynąć. Dziś przenosi ogromne ilości ciepłej wody do Północnego Atlantyku, gdzie ochładza się, opada i gwałtownie zmienia kierunek, oddalając się od wschodniego wybrzeża Grenlandii, następnie przez środkowy Atlantyk (i pod Prądem Południowo-Wschodnim) do Południowego Atlantyku. Wytwarzane w ten sposób ciepło chroni północnoeuropejskie porty przed lodem.

W obliczu globalnego ocieplenia słona woda w północno-wschodnim Atlantyku miesza się z zimną słodką wodą z topniejącej Arktyki oraz ze zwiększonymi opadami, które charakteryzują globalne ocieplenie. Ta słodka woda zmniejsza gęstość i zasolenie prądu, a co za tym idzie, ogranicza ochłodzenie się prądu i jego spadek w Północnym Atlantyku, a co za tym idzie zmniejszenie jego przepływów w kierunku południowym.

W 1995 r. modelarze klimatyczni jest oczekiwany że AMOC zakończy się do godz. 2200. Obserwacje są dostępne od 2004 r. i w rzeczywistości część AMOC Wydaje się, że zwalnia.

Jednak do tej pory modele klimatyczne nie były w stanie dokładnie przyjrzeć się cyrkulacji Oceanu Atlantyckiego, w tym jego prądom, wirom i wielu czynnikom wpływającym.

Teraz, korzystając z modelu klimatycznego, który uwzględnia bardziej szczegółowy obraz atlantyckiej cyrkulacji polarnej, naukowcy mają lepszy pogląd na jej przyszłość, odkrywając szczegóły przeoczone w poprzednich modelach. W tym nowym, dokładniejszym modelu atlantycka cyrkulacja polarna nagle załamuje się w niektórych regionach i nieoczekiwanie wzrasta w innych. Wyniki są następujące: opublikowany W magazynie Listy przeglądowe materiałów.

„Nasze badanie modelowe w wysokiej rozdzielczości ujawnia zaskakującą zmianę: wywracająca cyrkulacja Oceanu Atlantyckiego (AMOC) w subarktycznym regionie Atlantyku może się wzmacniać z powodu ocieplenia”, „co podważa powszechne przekonanie, że ten system bioprądów równomiernie słabnie”.

Duże globalne modele klimatyczne stosowane w prognozach zmiany klimatu dzielą ląd i ocean na regiony o wymiarach 100 km na 100 km, aby uwzględnić czas i dostępność obliczeniową. Jako modele o „niskiej rozdzielczości” mogą brakować mniejszych cech fizycznych, np Wiry I Wiry W oceanie.

Lohmann i jego współpracownicy wykorzystali niedawno opracowany model klimatyczny o wysokiej rozdzielczości, tzw Model wspólnotowego systemu ziemskiego Co zmniejszyło poprzednie rozmiary siatki z 1 stopnia szerokości i długości geograficznej po każdej stronie do 0,1 stopnia, czyli około 17 kilometrów.

Założyli, że poziom dwutlenku węgla w atmosferze będzie rósł w szybkim tempie – co potwierdził Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu. Scenariusz RCP 8.5Wraz z gwałtownym wzrostem poziomu dwutlenku węgla w ciągu stulecia do poziomu około 1250 części na milion w roku 2100.

Zarówno modele o wysokiej, jak i niskiej rozdzielczości wykazały ogólne spowolnienie AMOC o około 8 milionów metrów sześciennych wody na sekundę w latach 2000–2100, z gwałtownym spadkiem w pobliżu 2020 r. (Dla porównania całkowite natężenie przepływu wody w AMOC szacuje się na około 15 do 20 milionów metrów sześciennych wody na sekundę, przenosząc około 1,3 miliona miliardów dżuli energii na sekundę). Jednak na mniejszą, bardziej regionalną skalę części AMOC nagle upadły, a w innych z czasem umocniły się.

„Zaawansowane modele klimatyczne pokazują obecnie, że przy ekstremalnych emisjach gazów cieplarnianych (RCP 8,5) cyrkulacja atlantycka może odnotować gwałtowny spadek w niektórych regionach, podczas gdy paradoksalnie wzrasta w Arktyce” – powiedział Lohmann. „To nieoczekiwane wzmocnienie regionalne ma miejsce pomimo trendu „The roku oznacza osłabienie aktywności cyrkulacji Oceanu Atlantyckiego.”

Oprócz różnic regionalnych i prądów oceanicznych model o wysokiej rozdzielczości pokazał punkty zwrotne, które nie były znane z badań o niższej rozdzielczości.

Punktem krytycznym jest nagłe przejście systemu z jednego stanu do drugiego – jest to próg, przy którym dodatkowa niewielka zmiana powoduje nagłe przejście systemu do nowego stanu. Można na przykład jeść i jeść mając na sobie spodnie, ale w pewnym momencie dół spodni nagle się rozerwie i na zawsze pozostaną w innym stanie. To punkt zwrotny dla spodni.

Podsystemy W systemie klimatycznym występują punkty zwrotneProwadzono na przykład badania przeszłości pokrywy lodowej Grenlandii szacowany Na Ziemi nastąpi punkt zwrotny, gdy temperatura na Ziemi wzrośnie o około 2,5 stopnia Celsjusza powyżej poziomu przedindustrialnego. Kiedy Ziemia osiągnie punkt krytyczny, topnienie całej pokrywy lodowej może stać się nieuniknione.

Naukowcy odkryli, że w mniejszej skali części atlantyckiego cyklu geofizycznego zawierają punkty zwrotne, które nie pojawiały się w poprzednich modelach ogólnego atlantyckiego cyklu geofizycznego.

„Wyniki podkreślają pilną potrzebę uwzględnienia dynamiki regionalnej w prognozach cyrkulacji morskiej na Atlantyku, ponieważ te lokalne zmiany mogą mieć głęboki wpływ na klimat i ekosystemy morskie” – stwierdził Lohmann.

„W obliczu niepewnej przyszłości klimatycznej spostrzeżenia te podkreślają kluczowe znaczenie opracowywania modeli klimatycznych w celu przewidywania dramatycznych zmian w systemach naszej planety i reagowania na nie”. Co więcej, stwierdził, sprzężenie zwrotne pomiędzy obiegiem makroatlantyckim a obiegiem atlantyckim na małą skalę „może zmienić się w przyszłości”.

© 2024 Web of Science