Автор: Ррене ван Вестен, научный сотрудник в области физики климата, Утрехтский университет; Хенк А. Дейкстра, профессор физики, Утрехтский университет, и Майкл Клифуис, специалист по климатическим моделям, Утрехтский университет.
Хотя видение Голливуда было чрезмерным, фильм 2004 года поднял серьезный вопрос: если глобальное потепление остановит атлантическую меридиональную циркуляцию, которая имеет решающее значение для переноса тепла из тропиков в северные широты, насколько резкими и серьезными будут климатические изменения?
читать дальше
Спустя двадцать лет после выхода фильма мы знаем намного больше о циркуляции Атлантического океана. Приборы, развернутые в океане начиная с 2004 года, показывают, что циркуляция в Атлантическом океане заметно замедлилась за последние два десятилетия, возможно, до самого слабого состояния почти за тысячелетие.
Исследования также предполагают, что циркуляция достигла опасной переломной точки в прошлом, которая привела к стремительному, неудержимому снижению, и что она может снова достичь этой переломной точки по мере потепления планеты и таяния ледников и ледяных щитов.
В новом исследовании с использованием климатических моделей Земли последнего поколения мы моделировали поток пресной воды до тех пор, пока циркуляция океана не достигла этого переломного момента.
Результаты показали, что циркуляция может полностью прекратиться в течение столетия после достижения переломного момента, и что она движется в этом направлении. Если бы это произошло, средняя температура упала бы на несколько градусов в Северной Америке, некоторых частях Азии и Европы, и люди увидели бы серьезные и каскадные последствия по всему миру.
Мы также обнаружили основанный на физике сигнал раннего предупреждения, который может предупредить мир, когда циркуляция Атлантического океана приближается к своей переломной точке.
Конвейерная лента океана
Океанские течения обусловлены ветрами, приливами и перепадами плотности воды.
В ходе циркуляции Атлантического океана относительно теплая и соленая поверхностная вода вблизи экватора течет в сторону Гренландии. Во время своего путешествия река пересекает Карибское море, впадает в Мексиканский залив, а затем течет вдоль Восточного побережья США, прежде чем пересечь Атлантику.
Это течение, также известное как Гольфстрим, приносит тепло в Европу. По мере того, как оно течет на север и охлаждается, водная масса становится тяжелее. К тому времени, когда вода достигает Гренландии, она начинает опускаться и течет на юг. Затопление близ Гренландии вытягивает воду из других частей Атлантического океана, и цикл повторяется, подобно конвейерной ленте.
Слишком много пресной воды из-за таяния ледников и ледяного щита Гренландии может разбавить соленость воды, предотвращая ее затопление, и ослабить этот океанский конвейер.
Более слабая конвейерная лента переносит меньше тепла на север, а также позволяет меньшему количеству тяжелой воды достигать Гренландии, что еще больше ослабляет прочность конвейерной ленты. Как только она достигает переломного момента, она быстро отключается.
Что происходит с климатом в переломный момент?
Существование переломного момента было впервые замечено в чрезмерно упрощенной модели циркуляции Атлантического океана в начале 1960-х годов. Сегодняшние более подробные климатические модели указывают на продолжающееся замедление прочности конвейерной ленты в условиях изменения климата. Однако резкое прекращение циркуляции в Атлантическом океане, по-видимому, отсутствовало в этих климатических моделях.
Вот тут-то и начинается наше исследование. Мы провели эксперимент с подробной климатической моделью, чтобы найти переломный момент для резкого отключения путем постепенного увеличения поступления пресной воды.
Мы обнаружили, что после достижения переломного момента конвейерная лента отключается в течение 100 лет. Перенос тепла на север сильно сокращается, что приводит к резким климатическим изменениям.
Результат: опасные холода на Севере
Регионы, находящиеся под влиянием Гольфстрима, получают значительно меньше тепла, когда циркуляция прекращается. Это охлаждает североамериканский и европейский континенты на несколько градусов.
Европейский климат находится под гораздо большим влиянием Гольфстрима, чем в других регионах. В нашем эксперименте это означало, что отдельные части континента менялись более чем на 5 градусов по Фаренгейту (3 градуса Цельсия) за десятилетие – намного быстрее, чем сегодняшнее глобальное потепление примерно на 0,36 ° F (0,2 ° C) за десятилетие.
Мы обнаружили, что в некоторых частях Норвегии температура упадет более чем на 36 ° F (20 ° C). С другой стороны, в регионах Южного полушария потеплеет на несколько градусов.
Эти изменения температуры происходят примерно в течение 100 лет. Это может показаться долгим сроком, но в типичных климатических временных масштабах это скачкообразно.
Остановка конвейерной ленты также повлияет на уровень моря и характер осадков, что может подтолкнуть другие экосистемы ближе к их переломным точкам. Например, тропические леса Амазонки уязвимы к уменьшению количества осадков.
Если лесная экосистема превратится в пастбища, этот переход приведет к выбросу углерода в атмосферу и потере ценного поглотителя углерода, что еще больше ускорит изменение климата.
В далеком прошлом атлантическая циркуляция значительно замедлилась. В ледниковые периоды, когда таяли ледяные щиты, покрывавшие большие части планеты, приток пресной воды замедлял атлантическую циркуляцию, вызывая огромные колебания климата.
Итак, когда мы увидим этот переломный момент?
Большой вопрос – когда атлантическая циркуляция достигнет переломного момента – остается без ответа. Наблюдения продолжаются недостаточно долго, чтобы дать четкий результат.
Хотя недавнее исследование показало, что конвейерная лента быстро приближается к своему переломному моменту, возможно, в течение нескольких лет, в ходе этого статистического анализа было сделано несколько предположений, которые порождают неопределенность.
Вместо этого мы смогли разработать основанный на физике и наблюдаемый сигнал раннего предупреждения, связанный с переносом солености на южной границе Атлантического океана. Как только порог будет достигнут, переломный момент, вероятно, наступит через одно-четыре десятилетия.
Последствия для климата, полученные в нашем исследовании, подчеркивают серьезность такого резкого обвала конвейерной ленты. Изменения температуры, уровня моря и количества осадков серьезно повлияют на общество, а климатические сдвиги невозможно остановить в масштабах человеческого времени.
Может показаться нелогичным беспокоиться об экстремальных холодах по мере потепления планеты, но если основная циркуляция Атлантического океана прекратится из-за поступления слишком большого количества талой воды, это грозит опасностью.
salik.biz/articles/89651-nastojaschee-poslezavt...