Slow-Motion Ocean: Atlanterhavets cirkulation er svageste i 1600 år


Getty Images I de senere år har sensorer, der er stationeret på tværs af det nordlige Atlanterhav, hentet et potentielt relevant signal: Den store nordlige progression af vand langs Nordamerika, der bevæger varme fra troperne mod Arktis, har været trægt. Hvis den sløvhed fortsætter og uddyber, kan den indlede drastiske ændringer i havets overflade og vejret omkring havbassinet. Den nor

Getty Images

I de senere år har sensorer, der er stationeret på tværs af det nordlige Atlanterhav, hentet et potentielt relevant signal: Den store nordlige progression af vand langs Nordamerika, der bevæger varme fra troperne mod Arktis, har været trægt. Hvis den sløvhed fortsætter og uddyber, kan den indlede drastiske ændringer i havets overflade og vejret omkring havbassinet.

Den nordlige strøm er en vigtig del af den større omsætning af vand, varme og næringsstoffer omkring verdens oceaner. Klimaforskere har været bekymrede siden 1980'erne, at stigende globale temperaturer kunne kaste en skiftenøgle i det transportbåndlignende system med muligvis stærke klimatiske konsekvenser. Havets niveauer kunne sprænge opad langs den amerikanske østkyst, nøglefiskeri kunne blive ødelagt af spiking vandtemperaturer og vejrmønstre over Europa kunne ændres.

Sådanne bekymringer var blevet kvældet i løbet af det sidste årti, da klimamodellerne foreslog denne gren af ​​havets kredsløbssystem ikke sandsynligvis ville se en hurtig afmatning, hvilket ville bremse konsekvenserne. Men to nye undersøgelser, der blev offentliggjort onsdag i tidsskriftet Nature, tyder på , at den seneste svækkelse, som havsensorer har oplevet, ikke blot er et kortvarigt blip, som nogle havde troet. Det er snarere en del af et langsigtet fald, der har sat omsætningen i svageste tilstand i århundreder. Resultaterne indebærer, at klimamodeller mangler nøgleelementer i puslespillet, og at dårlige effekter kan være på vej.

Hvilke stykker der måske mangler, kunne dog bestemme, hvor bekymrende denne tendens er. Hvis modellerne ikke er følsomme nok til de ændringer, der foregår i Nordatlanten, "siger den slags, at advarselsflaget lidt højere", siger Thomas Delworth, en ocean- og klimamodeller ved National Oceanic and Atmospheric Administration, der ikke var involveret i forskningen.

Atlanterhavets meridionelle omløbssirkulering (AMOC) og den subpolare gyre, hvor havvandene er afkølet, når AMOC svækkes. Kredit : Natur

Kører AMOC

Det tropiske Atlanterhavs varme, salte farvande krydser nordpå langs den østlige del af USA, før de dræber mod det nordvestlige Europa (hvilket giver de britiske øer et klima langt balsamere end Newfoundland med samme breddegrad). Da det havstrømssegment, kendt som Golfstrømmen, skubber nordpå, køles det og bliver tættere og til sidst synker og danner det såkaldte dybvand, som strømmer sydpå langs havbunden mod Antarktis.

Denne cyklus, kaldet Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC), spiller en central rolle i at flytte varme rundt om i verden såvel som næringsstoffer i hele havet. Det hjælper også med at trække carbondioxid fra atmosfæren ind i havet. I Stillehavet transporteres ækvatorialvarmen nord og syd mod begge poler. Men i Atlanterhavet "bevæger varmen nordover i hele Atlanterhavet, " siger David Thornalley, en paleo-oceanograf ved University College London og medforfatter af en af ​​de nye studier. Den resulterende varmebalance mellem de nordlige og sydlige halvkugler bestemmer adskillige store klimatiske træk, såsom den breddegrad, hvor et centralt tropisk regnbælte er placeret, hvilket påvirker vandforsyningen, nedbør til landbruget og de tropiske økosystemers sundhed.

Da de globale temperaturer stiger med niveauerne af varmefangende gasser i atmosfæren, kan AMOC blive forstyrret af en tilstrømning af ferskvand fra stigende nedbør i Nordatlanten og smeltning af seis og gletschere på land. Det tilsatte ferskvand sænker vandtætheden i den zone, hvor dybvand danner, bakker op og svækker den samlede strøm af AMOC som en tilstoppet vask. Denne afmatning betyder mindre varme transporteres nordpå, hvilket fører til køligere havtemperaturer i en region under Grønland og varmere temperaturer ud for den amerikanske østkyst. Denne opvarmning fører til højere havniveauer langs kysten og hæver havtemperaturer, hvor økonomisk værdifulde koldtliggende arter som torsk og hummer lever.

Der er nogle tegn på, at det kolde sted under Grønland kan ændre atmosfæriske mønstre på en måde, der kanaliserer varm luft over Europa, hvilket øger sandsynligheden for vedvarende sommervarmebølger, siger Levke Caesar, ph.d.-studerende ved Potsdam Institut for Klimaindvirkningsforskning (PIK) og medforfatter af den anden nye undersøgelse. De ændrede havtemperaturer fra en AMOC-afmatning kunne også potentielt hjælpe med at låse i koldere vinterforhold i det østlige USA, PIKs Stefan Rahmstorf, en medforfatter af samme forskning, har stillet sig, selvom beviserne ikke er klare.

For lidt mere end 10 år siden havde forskerne ikke direkte målinger af AMOC for at se, hvordan det reelt reagerede på klimaændringer. Udbredelsen af ​​RAPID-rækken af ​​instrumenter (kort for det britiske og amerikanske sponsorerede hurtige klimaændringsprogram) på tværs af Atlanterhavsområdet har muliggjort, at dataene langsomt siver ind, og "de har afsløret, at det er under svækkelse", siger Thornalley . Men det korte vindue med data giver ikke længere perspektiv. Da de første data kom ind, syntes forskerne, at svækkelsen kunne være en midlertidig ændring som følge af klimaets naturlige op og ned, men var klar over, at det kunne være en del af et langt længere tilbagegang.

Clues fra fortiden

For at hjælpe med at løse usikkerheden henviste de hold, der var involveret i de nye undersøgelser, til de såkaldte paleoklimatiske markører, som fanger forbi ændringer i jordens klima for at se, hvordan disse nylige ændringer passer ind. Thornalley og hans kolleger brugte sedimentkerner samlet fra havbunden langs den amerikanske østkyst for at afsløre, hvor dybe havstrømme, der er knyttet til AMOC'en, har ændret sig over tid; stærkere strømme deponerer større kerner af sediment. De så også på små væsener, der blev fossiliseret i sedimentkerner, hvoraf nogle havde trivet i koldere forhold, andre i varmere - for at se, hvordan havtemperaturerne ændrede sig, da AMOC voksede og aftog i styrke. Caesar og Rahmstorfs undersøgelse brugte direkte målinger af havtemperaturer, der går tilbage til slutningen af ​​det 19. århundrede.

De to undersøgelser kom til stort set tilsvarende konklusioner: AMOC er i en meget svækket tilstand - den mest anæmiske det har været i de sidste 1.600 år, ifølge Thornalleys resultater.

Undersøgelserne adskiller sig fra tidspunktet for, hvornår denne svækkelse begyndte. Thornalleys rekord, der spænder over de 1.600 år, tyder på, at den startede i slutningen af ​​den lille istid, en periode fra ca. 1350 til 1850, hvor sol og vulkaniske påvirkninger nedtrykte temperaturer på tværs af den nordlige halvkugle og gletschere og isark udvidedes. Da den lille istid sluttede og temperaturen varmer, blev ismeltet og ferskvand oversvømmet ind i Nordatlanten. Resultaterne tyder på, at den nuværende tilstand af AMOC er den svageste, den har været over den hele lange rekord. Uanset om dagens tilstand kun er en fortsættelse af denne reaktion, eller om global opvarmning også er begyndt at chipe, er det ikke klart, siger han. Caesar, i mellemtiden, satte vendepunktet mod en svagere AMOC i midten af ​​det 20. århundrede, hvilket tyder på, at det skyldes indflydelsen af ​​menneskeskabt opvarmning. Hendes holds rekord strækker sig dog ikke så langt tilbage.

De to resultater udelukker ikke hinanden. Begge records viser stort set lignende mønstre i tilbagegang. "Vi synes det er ganske bemærkelsesværdigt, at alle beviser er konvergerende, " siger Thornalley. Men at fastslå tidspunktet for svækkelsestrenden ville give bedre spor om, hvad der kører det, samt hvor hurtigt det sker, og hvor hurtigt vi kan forvente at se nogle af de deraf følgende klimapåvirkninger.

Allerede siger Thornalley, det er klart, at Maine Golf har sine varmeste temperaturer i de sidste 1.600 år. Der er også "tantalizing glimpses" af hurtigere havniveau stigning i USA, siger han.

Forskerne er nysgerrige, hvorfor klimamodeller synes at mangle noget i AMOC-processen. De fanger ikke denne tidligere adfærd og betydelige svækkelse. Hvis resultaterne af disse undersøgelser går ud, siger Delworth, at det er muligt, at modellerne ikke er følsomme over for ændringer i ferskvand i havet, der sker, eller de er ikke factoring i alle de vigtige ændringer, der har påvirket cirkulationen. En 2017 undersøgelse, der kiggede på, hvad der ville ske, hvis klimamodellerne havde betydning, da smelten så det, forårsagede et skarpere svar fra AMOC, end det ellers var blevet foreslået.

Jo større bekymring ville være, hvis modellerne fejlagtigt fanger systemets følsomhed, siger Delworth, fordi det betyder, at forskere har undervurderet, hvor hurtigt AMOC kan reagere. "Det afhænger virkelig af, hvorfor modellerne ikke matcher paleo-resultaterne, " siger han.

Mens modellerne arbejder for at finde ud af det, forsøger Thornalley og andre at udvide paleoklimatrekordet for at se om det mønster, de fandt, viser sig på andre steder i hele Atlanterhavet, og hvis de kan udvide det længere tilbage i tiden. De søger også tegn på, hvor meget ferskvand kan have udløst svækkelsen i slutningen af ​​den lille istid.

Fremadrettet vil RAPID-instrumenterne langsomt hjælpe med at retfærdiggøre AMOCs adfærd. "Det er bare, at vi skal vente et par år, " siger Caesar, hvorefter nogle konsekvenser allerede kan ske.

Trump rådgivere til at diskutere Paris klimaaftaleKan en robot, et insekt eller Gud være opmærksom?Deportere planter og dyr for at beskytte dem mod klimaændringerFolk i dårlige kvarterer puster mere farlige partiklerNyligt fundet Exoplanet kan have Ring System Dwarfing SaturnusConjoined Comet: Hartley 2 maj har dannet sig fra 2 forskellige organerDen berømte "HeLa" Human Cell Line får sin DNA sekvenseretKan e-cykler skifte biler?