0 просмотров

Как изменение климата может нарушить циркуляцию мирового океана

Тающий лед течет в северную часть Атлантического океана в восточной Гренландии.

Ученые внимательно следят за ключевым течением в Северной Атлантике, чтобы увидеть, не меняют ли повышение температуры моря и увеличение пресной воды из-за таяния льда «океанскую конвейерную ленту» — обширный океанический поток, который играет важную роль в глобальной климатической системе.

У Сьюзен Лозиер напряженный год. С мая по сентябрь ее команда океанографов совершает пять исследовательских экспедиций через Северную Атлантику, поднимая десятки пришвартованных инструментов, которые отслеживают течения глубоко под поверхностью. Данные, которые они получат, станут первым полным набором документальных данных о том, как смещаются воды Северной Атлантики, и должны помочь разгадать тайну того, существует ли долгосрочное замедление циркуляции океана. «У нас есть много людей, очень заинтересованных в данных», — говорит Лозьер, физический океанограф из Университета Дьюка.

Аналогичная цепочка причалов через середину Атлантики, углубляющаяся на 3,7 мили от Канарских островов до Багамских островов, уже обнаружила тревожный спад в массивной циркуляции этого океана. С тех пор, как эти причалы были установлены в 2004 году, они видели, как атлантическое течение колеблется и ослабевает на целых 30 процентов, уменьшая шкалу на драматическом тепловом насосе, который переносит тепло в северную Европу. Поверните ручку слишком сильно, и Европа погрузится в глубокий озноб.

Исследователи беспокоились о замедлении Атлантического океана в течение многих лет.Атлантика служит двигателем планетарного конвейера океанских течений: огромное количество более холодной воды, которая тонет в Северной Атлантике, взбалтывает весь этот океан, а также вызывает течения в Южном и Тихом океанах. «Это ключевой компонент» глобальной циркуляции, говорит Эллен Мартин, исследователь палеоклимата и океанских течений из Университета Флориды. Поэтому, когда Атлантический океан становится вялым, это оказывает глобальное воздействие: охлаждается все северное полушарие, высыхают районы индийского и азиатского муссонов, усиливаются штормы в Северной Атлантике, а меньшее перемешивание океана приводит к уменьшению количества планктона и другой жизни в море.

На одну систему течений Атлантического океана приходится до четверти теплового потока планеты.

Палеоклиматологи заметили времена в далеком прошлом, когда течение быстро и резко замедлялось, охлаждая Европу на 5-10 градусов по Цельсию (от 10 до 20 градусов по Фаренгейту) и вызывая далеко идущие последствия для климата. Разработчики моделей пытались предсказать, как изменение климата, вызванное деятельностью человека, может повлиять на атлантическое течение и как его замедление может еще больше испортить мировую погоду. Но годы интенсивного изучения этого вопроса еще не внесли ясности.

Статья в тему:  Список ученых, сомневающихся в глобальном потеплении

Сейчас бушуют споры о том, было ли недавнее замедление Атлантического океана вызвано изменением климата или это просто часть нормального цикла быстрых и медленных течений. Новые исследования, проведенные за последние несколько лет и месяцев, подтверждают обе перспективы. Новые данные с севера, как надеются Лозье и другие, могут помочь разобраться во всем.

Когда в 2004 году голливудский блокбастер «Послезавтра» привлек внимание общественности к Атлантическому океанскому течению, исследователи посмеялись над тем, как в нем изображено закрытие океанских течений. В фильме мир за считанные дни погрузился в новый ледниковый период, а холодные фронты буквально гнались за людьми. Но катастрофа в основе фильма была основана на какой-то реальности.

Огромное количество тепла перемещается вокруг нашей планеты благодаря единой системе океанских течений — атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC), на долю которой приходится до четверти теплового потока планеты. Система управляется плотностью: холодные или соленые воды более плотные и поэтому погружаются на дно океана. В результате сегодня холодные воды тонут в Северной Атлантике и текут на юг, в то время как теплые тропические воды на поверхности текут на север по Гольфстриму, что делает Северную Европу необычно мягкой для ее широты. Но если северные воды станут слишком теплыми или слишком свежими из-за таяния льда, они могут перестать быть достаточно плотными, чтобы утонуть. Это вызывает большую пробку для воды, пытающейся двигаться на север, и система останавливается.

Статья в тему:  Когда придумали глобальное потепление

Иллюстрация, изображающая циркуляцию мирового океана.По всему Атлантическому океану циркуляция переносит теплые воды (красные стрелки) на север у поверхности и холодные глубинные воды (синие стрелки) на юг.

Это случалось раньше. Исследователи заметили резкое замедление AMOC более чем на 50 процентов во время последнего оледенения от 100 000 до 10 000 лет назад, за период, возможно, не более десятилетий. Теория, которая обсуждается, заключается в том, что, когда ледяные щиты стали слишком большими, чтобы оставаться стабильными, армады айсбергов откололись, уплыли в море и растаяли; хотя воды были холодными, огромный приток пресной воды сделал их менее плотными, и поэтому они остановили течение. Заглянуть в прошлое, к последнему межледниковому периоду около 120 000 лет назад, который больше похож на сегодняшний межледниковый мир, сложнее. Но изучение некоторых косвенных измерений показало, что в последнее межледниковье также могло быть быстрое замедление.

«Похоже, что это довольно стабильная система, пока мы не подтолкнем ее к нужному уровню, и тогда мы окажемся в ужасной форме», — говорит Мартин. «Я не думаю, что ты хочешь играть с AMOC».

В последнем обзоре, проведенном Межправительственной группой экспертов по изменению климата, сделан вывод о том, что AMOC, скорее всего, замедлится к концу века, возможно, на целых 54 процента в наихудшем сценарии, когда выбросы продолжают расти, а глобальные температуры повышаются примерно на 54%. 4 градуса С.Но диапазон возможных замедлений в этих прогнозах огромен, начиная всего с 1 процента для мира с ограниченными выбросами.

«Присяжные еще не пришли. Ослабление возможно, но это еще не доказано», — говорит один ученый.

Если Североатлантическое течение резко замедлится, то охладится все Северное полушарие; полный коллапс тока может даже обратить вспять глобальное потепление примерно на 20 лет. Но тепло, которое океанские течения не могут перенести на север, сделало бы части Южного полушария еще более жаркими. И более прохладный север не обязательно является хорошей новостью. Модели показывают, что в случае закрытия AMOC изменения в характере осадков высушат реки Европы, а на всем восточном побережье Северной Америки уровень моря может подняться еще на 30 дюймов, поскольку резервные течения накапливают воду на берегах восточного побережья.

Статья в тему:  Как глобальное потепление может подтолкнуть облака выше в небе

Но чтобы точно определить, что собирается делать AMOC, исследователям нужно лучше понять, что он делает прямо сейчас. И это оказывается непросто.

Проблема, с которой сталкиваются исследователи, заключается в том, что AMOC чрезвычайно капризен, колеблясь из года в год больше, чем ожидаемый сдвиг к дате из-за глобального потепления. Точно так же, как записи температуры или уровня моря, это создает очень шумный сигнал, в котором трудно увидеть долгосрочные тенденции. «Это похоже на ранние трудности с обнаружением признаков глобального потепления», — говорит палеоклиматолог и океанограф Колумбийского университета Джерри Макманус. «Теперь эта подпись убедительна, но потребовалось некоторое время, чтобы увидеть ее ясно. Теперь это происходит с AMOC. ”

Первая цепочка причалов, выведенных в океан для исследования этого течения, — так называемая группа RAPID, с более чем дюжиной причалов от Флориды до Канарских островов — была развернута в 2004 году. (или млн кубометров воды в секунду) до 15 свердрупов за десятилетие. Но вариативность огромная.В 2009-2010 годах, например, течение почему-то было особенно вялым, водный транспорт упал примерно на треть. Это помогло сделать следующую зиму самой холодной в Соединенном Королевстве с 1890 года, с сильными снегопадами и хаосом на дорогах. А от Нью-Йорка до Ньюфаундленда уровень моря поднялся на пять дюймов. Данные Лозьера из северной части океана — в массиве под названием OSNAP — добавят недостающую часть в головоломку о том, чем занимается течение.

Статья в тему:  Как водяной пар влияет на глобальное потепление

В северной части Атлантического океана из-за таяния арктических и гренландских льдов образовался карман холодной воды. Ученые говорят, что это может нарушить циркуляцию океана

Фактические измерения AMOC через океан датируются только 2004 годом; чтобы получить долгосрочную картину, исследователи должны полагаться на другие измерения, чтобы сделать вывод об океанских течениях. В прошлом году Стефан Рамсторф из Потсдамского института исследований воздействия на климат в Германии попал в заголовки СМИ своей статьей, в которой температура поверхности моря рассматривается как косвенный показатель течения. В этом исследовании утверждалось, что с 1975 года атлантическое течение замедлилось больше, чем когда-либо за последнюю тысячу лет, создав явную холодную каплю над Северной Атлантикой — одно из немногих мест на планете, которое действительно охлаждается. Замедление началось примерно в 1930-х годах, говорит Рамсторф, убедительно предполагая, что виновато человечество.

Другие еще не убеждены. «Жюри еще не вынесено», — говорит Лозье, который отмечает, что температура поверхности моря — нечеткий показатель течения. «Ослабление возможно, но это еще не доказано», — соглашается Лаура Джексон из Метеорологического бюро Великобритании, изучающая AMOC.

Собственная работа Джексона в специальном сборнике статей о циркуляции океана в Геофизические науки о природе этот июль показал, что AMOC имеет десятилетние колебания, которые естественным образом заставляют его колебаться от высокого до низкого потока. Механизмы, лежащие в основе этого, не совсем понятны, но в результате замедление, наблюдаемое с 2004 года, может быть просто связано с одним из этих колебаний. Также возможно, что обе вещи верны: колебание десятилетнего масштаба может сопровождаться более долгосрочным замедлением, вызванным изменением климата.

Статья в тему:  Каковы причины и последствия глобального потепления сочинение

Другая статья, опубликованная в том же номере журнала Геофизические науки о природе, тем не менее, предполагает, что количество талой воды из Гренландии еще недостаточно, чтобы справиться с AMOC, несмотря на то, что Гренландия теряет почти 300 миллиардов тонн воды в год. «Звучит как много воды, но она течет по большой площади», — говорит Джексон. Кажется, что большая часть пресной воды, впадающей в Лабрадорское море, уносится вниз по канадскому побережью меньшими океанскими течениями или водоворотами, вместо того, чтобы накапливаться и останавливать AMOC.

Если AMOC действительно замедляется примерно с 1930 года из-за влияния человечества на климат, точный способ этого остается неясным. Это может быть просто потепление атлантических вод в критических районах или приток дополнительной пресной воды из-за увеличения количества дождей. «Нам нужно как минимум еще одно десятилетие наблюдений», — говорит Джексон, который также с нетерпением ждет данных OSNAP следующей весной. «Знание того, что происходит в высоких широтах, помогает нам определить, какая модель верна», — говорит она. Тем временем третья линия причалов в Южной Атлантике, от Бразилии до Южной Африки, должна начать освещать то, что происходит на другом конце океана.

На данный момент все ждут больше данных, чтобы увидеть, замедляется ли AMOC, и если да, то что это будет означать для планеты. «Это сложно, потому что есть отзывы, и мы не все их понимаем. Некоторые могут быть положительными; некоторые могут быть отрицательными», — говорит Джексон. Но Джексон добавляет: «Общее ощущение таково: «Не паникуйте».

Статья в тему:  Кто против глобального потепления

Никола Джонс независимый журналист из Пембертона, Британская Колумбия, недалеко от Ванкувера. Имея опыт работы в области химии и океанографии, она пишет о физических науках, чаще всего для журнала Природа. Она также внесла свой вклад в Научный американец, Глобус и почта, а также Новый ученый и работает научным журналистом в Университете Британской Колумбии. Подробнее о Николе Джонс →

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector