Kan die ommekeer van die Atlantiese Oseaan afgeskakel word?

Kan die ommekeer van die Atlantiese Oseaan afgeskakel word?

Skematies van die AMOC. Die rooi paaie wys warmer water nader aan die oppervlak, terwyl die pers paaie kouer, digter water op die diepte beweeg. Krediet: Met Office

Oor die algemeen beskou ons klimaatsverandering as 'n geleidelike proses: hoe meer kweekhuisgasse wat die mens uitstoot, hoe meer sal die klimaat verander. Maar is daar enige “punte van terugkeer” wat ons verbind tot onomkeerbare verandering?

Die “Atlantic Meridional Overturning Circulation”, bekend as “AMOC”, is een van die belangrikste stelsels in die wêreld se oseane en speel 'n belangrike rol in die regulering van die klimaat.

Dit word aangedryf deur 'n delikate balans tussen die temperatuur en die sout van die oseaan, wat die risiko loop om deur 'n warm klimaat ontsteld te word.

Die jongste navorsing dui daarop dat AMOC waarskynlik hierdie eeu sal verswak, maar dat 'n ineenstorting baie onwaarskynlik is. Wetenskaplikes kan egter op 'n sekere manier presies bepaal hoeveel opwarming AMOC verby 'n punt kan stoot.

omslaan

Die figuur hieronder toon 'n illustrasie van die AMOC. In die Noord-Atlantiese Oseaan beweeg warm water uit die subtropiese gebiede noordwaarts naby die oppervlak en koud - en dus digter - water beweeg suidwaarts op die diepte, tipies 2–4 km onder die oppervlak.

In die noorde word die warm oppervlakwater deur die oorliggende atmosfeer afgekoel, omgeskakel na koue, digte water, en sink om die diep, suidelike tak te voorsien. Elders staan ​​die koue water op en word dit warm, wat die boonste, warm tak weer lewer en die baan voltooi.

Kan die AMOC ineenstort?

Die AMOC is kwesbaar vir klimaatsverandering. Namate die atmosfeer warm word as gevolg van toenemende kweekhuisgasse, word die vermoë van die oseaan om hitte van die Noord-Atlantiese oppervlak te verloor, verminder en een van die dryffaktore van die AMOC word verswak.

Die klimaatmodelprojeksies van aardverwarming in hierdie eeu dui konsekwent op die verswakking van die AMOC. Die nuutste beoordelings van die Interregeringspaneel oor Klimaatsverandering (IPCC) - die vyfde assesseringsverslag (AR5) en spesiale verslag oor oseane en kryosfeer in 'n veranderende klimaat (SROCC) - albei kom tot die gevolgtrekking dat die AMOC in die 21ste eeu 'baie waarskynlik' sal verswak.

So 'n verswakking sou 'n koelende uitwerking op die klimaat rondom die Noord-Atlantiese streek hê, aangesien die noordwaartse hittevoorraad vertraag word. Hierdie effek is by die klimaatprojeksies ingesluit, maar die direkte opwarmingseffek van stygende konsentrasies kweekhuisgasse is sterker, dus is die netto resultaat steeds warm oor landstreke.

Maar meer dramatiese veranderinge is teoreties moontlik. Daar kan 'n 'punt' wees waarvoor die huidige sterk AMOC onvolhoubaar word.

Bewyse hiervoor gaan terug na a seminale vraestel gepubliseer in 1961 deur een van die vaders van die moderne oseanografie, Henry Stommel. Stommel het besef dat die AMOC 'n soort kompetisie is tussen die gevolge van temperatuur en soutgehalte, wat albei die digtheid van seewater beïnvloed.

Kan die ommekeer van die Atlantiese Oseaan afgeskakel word?

Die onderstaande figuur illustreer die verskillende moontlike AMOC-state. In die klimaat van vandag oorheers die temperatuur en die koue, digte breedtegraadwater dryf 'n sterk AMOC (rooi kromme). Maar in ander klimaatstate is dit moontlik dat vars water (van reënval of yssmelt) die water met 'n hoë breedtegraad opvreet; in hierdie geval is die water nie dig genoeg om die AMOC, wat in duie stort, te dryf nie (blou kurwe).

As die varswater-toevoer na die Atlantiese Oseaan sterk genoeg was - van die vinnige smelt van die Groenland-yslaag, sou die blou punt na regs in die figuur beweeg. Volgens Stommel se model word die sterk AMOC-staat (rooi) op ​​'n sekere punt onvolhoubaar en val die AMOC tot die "af" -storting (blou). Dan sou die AMOC op die blou kromme bly, selfs as die dryfvere van klimaatsverandering later omgekeer is (die blou kolletjie wat na links op die figuur terugbeweeg) en nie weer aangeskakel sou word totdat die klimaat die huidige toestande in die oog gehad het nie. die teenoorgestelde rigting. Hierdie verskynsel staan ​​bekend as “histerese”.

Kan die ommekeer van die Atlantiese Oseaan afgeskakel word?

Puntpunte en histerese van die AMOC in Stommel se eenvoudige model. Moontlike toestande van die AMOC hang af van die hoeveelheid varswater wat in die Atlantiese Oseaan (x-as) toegevoeg word. AMOC-sterkte word op die y-as getoon. [Let daarop dat albei gemeet word in Sverdrups (Sv), waar 1 Sv een miljoen kubieke meter water per sekonde vervoer.] As daar min varswaterinvoer is, oorheers die temperatuur die vloei en slegs 'n sterk AMOC is moontlik (rooi kurwe). Vir hoë toevoer van varswater is slegs 'n ineengestorte toestand moontlik (blou kurwe). Tussenin is albei state moontlik. As die varswater-toevoer verder sou styg as 'n kritieke waarde (die punt), sou die AMOC in duie stort. Dan sal die AMOC, selfs as die varswater-toevoer na die oorspronklike toestand teruggevoer is, af wees. Krediet: Met Office.

Langtermyn projeksies

Stommel se idee het oor die jare ontwikkel, maar die fundamentele insig is steeds relevant. Daar is evidenk dat AMOC-veranderinge moontlik 'n rol gespeel het in 'n paar groot klimaatsverskuiwings uit die verlede - meestal ongeveer 8,200 XNUMX jaar gelede toe die wêreld vanaf die laaste ystydperk opgekom het.

Destyds word 'n yslike meer in die noordweste van Kanada deur 'n ysmuur teruggehou. Toe die temperatuur warm word, het die ysmuur ineengestort, deponeer die vars water van die meer na die Noord-Atlantiese Oseaan en die AMOC onderbreek. 'N Groot afkoeling in hierdie tyd kan gesien word in paleoklimatiese rekords regoor Noord-Amerika, Groenland en Europa.

Omvattende klimaatmodelle projekteer gewoonlik nie die AMOC in die 21ste eeu nie, maar modelle is onlangs verder gevoer. Onder scenario's van voortgesette hoë konsentrasies kweekhuisgas, 'n aantal modelle projekteer effektiewe AMOC-sluiting teen 2300.

Modeprojeksies van die toekomstige AMOC wissel egter wyd. Gevolglik is dit onwaarskynlik dat die wetenskaplike gemeenskap in die nabye toekoms enige konvergensie sal sien op die vraag of die vlak van aardverwarming tot 'n AMOC-stilstand kan lei.

Alhoewel die fundamentele meganisme wat die AMOC destabiliseer in Stommel se oorspronklike model belangrik blyk te wees in klimaatmodelle, is daar ander prosesse wat probeer om die AMOC te stabiliseer. Baie van hierdie prosesse is moeilik om kwantitatief te modelleer, veral met die beperkte resolusie wat met huidige rekenaarkrag moontlik is. Ons AMOC-projeksies sal dus nog 'n geruime tyd aan onsekerheid onderhewig wees.

Met inagneming van al die bewyse, het die IP5C se AR2100 en SROCC tot die gevolgtrekking gekom dat 'n AMOC-ineenstorting voor XNUMX 'baie onwaarskynlik”(Pdf). Die gevolge van die verbygaan van 'n AMOC-punt kan egter groot wees, en dit word die beste beskou as 'n scenario met 'n lae waarskynlikheid, hoë impak.

Wat sou die gevolge van 'n ineenstorting wees?

Klimamodelle kan gebruik word om die impak op die klimaat te beoordeel indien die AMOC heeltemal sou sluit. Deur 'n model groot hoeveelhede vars water in die Noord-Atlantiese Oseaan te voeg, verlig wetenskaplikes die koue, digte water wat die onderste tak van die lus vorm, kunsmatig verlig. Dit stop die AMOC en ons kan dan kyk na die impak op die klimaat.

Die onderstaande figuur illustreer die veranderinge wat tot 'n eksperiment lei. Die afsetting van die AMOC lei tot 'n verkoeling (blou skadu) van die hele Noordelike Halfrond, veral die streke wat die naaste aan die gebied van die Noord-Atlantiese hitteverlies is (die 'verkoeler' van die Noord-Atlantiese sentrale verhittingstelsel). In hierdie streke oorskry die verkoeling die verwagte opwarming as gevolg van kweekhuisgasse, en 'n volledige stilstand in die 21ste eeu, hoewel baie onwaarskynlik, kan lei tot 'n netto afkoeling in streke soos Wes-Europa.

Kan die ommekeer van die Atlantiese Oseaan afgeskakel word?

Gemodelleerde verandering in oppervlaktemperatuur (C) na 'n kunsmatig geïnduseerde ineenstorting van die AMOC. Skakering dui op verkoeling (blou) of opwarming (oranje en rooi). Herdruk met toestemming van Springer. Jackson et al. (2015) Globale en Europese klimaatsimpakte van die verlangsaming van die AMOC in 'n hoë resolusie GCM, Climate Dynamics.

Ander gevolge sluit in groot verskuiwings in reënvalpatrone, toenames in winterstorms oor Europa en 'n styging in die seevlak van tot 50 cm rondom die Noord-Atlantiese bekken. In baie streke sal hierdie gevolge die tendense as gevolg van aardverwarming vererger.

Alhoewel sulke modeleksperimente kunsmatig is "wat dan?" scenario's, illustreer hulle die omvang van die veranderinge wat kan voortspruit uit 'n AMOC-ineenstorting. Die uitwerking op die landbou, wild, vervoer, energievraag en kusinfrastruktuur sou kompleks wees, maar ons kan seker wees dat daar groot sosio-ekonomiese gevolge sou wees. Byvoorbeeld, 'n studie toon 'n afname van 50% in grasproduktiwiteit in groot weidingsgebiede van die weste van die Verenigde Koninkryk en Ierland.

Wat kan gedoen word aan die risiko van 'n ineenstorting?

Soos hierbo uiteengesit, is wetenskaplikes op een of ander manier in staat om met selfvertroue 'n vlak van aardverwarming te definieer waarop die AMOC die gevaar loop om 'n punt te kruis.

Dit kan egter moontlik wees om die risiko van AMOC-ineenstorting te bestuur, selfs sonder om te weet hoe waarskynlik dit is.

Om 'n huishoudelike analogie te neem: ek weet dat dit moontlik is, maar onwaarskynlik, dat my huis sal afbrand - dit is 'n gebeurtenis met 'n lae waarskynlikheid, met 'n groot impak. Ek het nie veel idee van die waarskynlikheid dat ek 'n brandstigting gaan hê nie, maar ek kan die risiko in elk geval bestuur deur die elektriese bedrading na te gaan en deur rookalarms te installeer. Die bedradingskontrole verminder die kans op 'n brand, terwyl die rookalarm my vroegtydig waarsku as 'n brand ontstaan ​​sodat die impak verminder kan word - deur die huis te ontruim en die brandweer te ontbied.

Onlangs, saam met kollegas by die Universiteit van Exeter, het ons die moontlikheid ondersoek om 'n vroeë-waarskuwingstelsel vir AMOC-wip te ontwikkel.

Gebruik 'n eenvoudige model, ons het gewys dat die manier waarop die soutgehalte van die subtropiese en subpolêre Atlantiese Oseaan mettertyd ontwikkel, 'n vroeë aanduiding kan gee as die AMOC op pad is na 'n ineenstorting, moontlik dekades voordat enige groot verswakking in die AMOC self gesien is.

Dit is vroeë dae vir hierdie navorsing, maar deur so 'n aanwyser te monitor, kan dit moontlik wees om meer tyd te gee om voor te berei op die gevolge van 'n AMOC-ineenstorting, of om meer aggressiewe maatreëls vir klimaatsverandering te neem om die AMOC op 'n meer stabiele weg te kry .  

Uitstaande vrae

Namate die wêreld die uitdagings ervaar om die teikens van die Paryse klimaatooreenkoms te bereik, neem die belangstelling toe in die klimaatroetes oorskry tydelik die finale teikenvlak. Dit is belangrik dat sulke boulbeurte nie onomkeerbare drempels oorskry op pad na die eindbestemming nie, daarom moet navorsing oor die puntelpunte teoretiese resultate aan hierdie meer praktiese vrae koppel.

Baie van die modellering van AMOC-kantelpunte tot op hede het gebruik gemaak van geïdealiseerde scenario's van varswater-toevoer na die Noord-Atlantiese Oseaan. Dit is relevant vir 'n paar AMOC-veranderinge in die verlede, maar om toekomstige klimaatsverandering te modelleer, moet ons verstaan ​​wat gebeur wanneer opwarming en versiering saam plaasvind.

Dit is 'n meer uitdagende probleem omdat die aantal relevante prosesse en terugvoering verhoog word. Sommige van hierdie prosesse werk op klein skale wat modelle sukkel om die huidige rekenaarkrag op te los. Die verbetering van die modellering van belangrike AMOC-prosesse het geduld en langtermynverbintenis nodig, maar sal uiteindelik dividende betaal in meer selfversekerde AMOC-voorspellings.

Navorsing oor vroeë waarskuwing van AMOC-ineenstorting is al in die kindertyd, maar dit kan 'n vrugbare manier wees om op die risiko te reageer. Een ding is seker: vroeë waarskuwing sal deurlopende waarnemings van die belangrikste aspekte van die AMOC vereis.

AMOC-monitering het in 2004 'n nuwe era betree RAPID-MOCHA, 'n verskeidenheid afgemeerde instrumente wat oor die breedte van die Atlantiese Oseaan strek op 'n breedte van 26.5 grade noord en sorg vir voortdurende monitering van die AMOC. Daarvoor was daar slegs vyf foto's van die sirkulasie wat oor 47 jaar versprei is.

Resultate het ons begrip van hoe die AMOC in tyd verander, het reeds verander: byvoorbeeld 'n onverwagte dip in die AMOC - waargeneem in die herfs van 2009 - word vermoedelik 'n rol gespeel in die buitengewone koue Europese winters van 2009-10 en 2010-11.

Meer onlangs, a soortgelyke moniteringskikking is verder noord in die subpolêre Atlantiese Oseaan geïnstalleer. Saam met deurlopende metings van temperatuur en soutgehalte deur drywende Argo-vlotte, het oseanograwe nou 'n ongekende databasis om hierdie belangrike element van ons klimaatstelsel te bestudeer en die wêreld die kans te gee om voor te berei op enige nare verrassings.

Oor Die Skrywer

Dr Richard Wood, wat die klimaat-, kryosfeer- en oseaangroep lei in die Britse Met Office Hadley Centre. Dr Laura Jackson, 'n wetenskaplike in dieselfde groep.

Hierdie artikel het oorspronklik verskyn op Koolstofopdrag

books_causes

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-ikoonTwitter-ikoonYouTube-ikooninstagram-ikoonpintrest-ikoonrss-ikoon

 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

nuutste video's

Die groot klimaatmigrasie het begin
Die groot klimaatmigrasie het begin
by Hoofdgebruiker
Die klimaatkrisis dwing duisende dwarsoor die wêreld om te vlug namate hul huise toenemend onbewoonbaar word.
Die laaste ystydperk vertel ons waarom ons moet sorg vir 'n 2 ℃ temperatuurverandering
Die laaste ystydperk vertel ons waarom ons moet sorg vir 'n 2 ℃ temperatuurverandering
by Alan N Williams, et al
Die jongste verslag van die Intergouvernementele Paneel vir Klimaatsverandering (IPCC) lui dat sonder 'n aansienlike afname ...
Die aarde het miljarde jare lank blywend gebly - presies hoe gelukkig het ons gehad?
Die aarde het miljarde jare lank blywend gebly - presies hoe gelukkig het ons gehad?
by Toby Tyrrell
Dit het evolusie 3 of 4 miljard jaar geneem om Homo sapiens te produseer. As die klimaat net een keer heeltemal misluk het in daardie ...
Hoe die kartering van die weer van 12,000 XNUMX jaar gelede kan help om toekomstige klimaatsverandering te voorspel
Hoe die kartering van die weer van 12,000 XNUMX jaar gelede kan help om toekomstige klimaatsverandering te voorspel
by Brice Rea
Die einde van die laaste ystydperk, ongeveer 12,000 XNUMX jaar gelede, is gekenmerk deur 'n finale koue fase genaamd die Jonger Dryas ...
Die Kaspiese See sal hierdie eeu met 9 meter of meer val
Die Kaspiese See sal hierdie eeu met 9 meter of meer val
by Frank Wesselingh en Matteo Lattuada
Stel jou voor jy is aan die kus en kyk uit na die see. Voor u lê 100 meter dor sand wat lyk soos 'n ...
Venus was eens meer op aarde, maar klimaatsverandering het dit onbewoonbaar gemaak
Venus was eens meer op aarde, maar klimaatsverandering het dit onbewoonbaar gemaak
by Richard Ernst
Ons kan baie leer oor klimaatsverandering by Venus, ons susterplaneet. Venus het tans 'n oppervlaktemperatuur van ...
Vyf klimaatsgeloof: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
Die vyf ongeloof oor klimaat: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
by John Cook
Hierdie video is 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat, wat die belangrikste argumente saamvat wat gebruik word om die werklikheid te betwyfel ...
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elke jaar krimp die ysbedekking in die Arktiese Oseaan middel September tot 'n laagtepunt. Hierdie jaar meet dit net 1.44 ...

Laaste Artikels

groen energie2 3
Vier groen waterstof geleenthede vir die Midde-Weste
by Christian Tae
Om 'n klimaatkrisis te voorkom, sal die Midde-Weste, soos die res van die land, sy ekonomie ten volle moet ontkoolstof deur ...
ug83qrfw
Groot hindernis vir reaksie op aanvraag moet beëindig word
by John Moore, Op aarde
As federale reguleerders die regte ding doen, kan elektrisiteitskliënte regoor die Midde-Weste binnekort geld verdien terwyl ...
bome om te plant vir klimaat2
Plant hierdie bome om die stadslewe te verbeter
by Mike Williams-Rice
'n Nuwe studie stel lewende eikebome en Amerikaanse wildevye as kampioene onder 17 "superbome" wat sal help om stede ...
noordsee seebodem
Waarom ons seebodemgeologie moet verstaan ​​om die winde te benut
by Natasha Barlow, Medeprofessor van Kwaternêre Omgewingsverandering, Universiteit van Leeds
Vir enige land wat geseën is met maklike toegang tot die vlak en winderige Noordsee, sal aflandige wind die sleutel wees om net ...
3 veldbrandlesse vir bosdorpe terwyl Dixie Fire die historiese Greenville, Kalifornië, vernietig
3 veldbrandlesse vir bosdorpe terwyl Dixie Fire die historiese Greenville, Kalifornië, vernietig
by Bart Johnson, professor in landskapsargitektuur, Universiteit van Oregon
'N Veldbrand wat in warm, droë bergwoude brand, het op 4 Augustus deur die Gold Rush -stad Greenville, Kalifornië, getrek ...
China kan energie- en klimaatdoelwitte bereik wat koolstofkrag beperk
China kan energie- en klimaatdoelwitte bereik wat koolstofkrag beperk
by Alvin Lin
By die Leader's Climate Summit in April het Xi Jinping belowe dat China 'steenkoolkrag streng sal beheer ...
Blou water omring deur dooie wit gras
Kaart volg 30 jaar se uiterste sneeusmelting regoor die VSA
by Mikayla Mace-Arizona
'N Nuwe kaart van uiterste sneeusmeltgebeurtenisse die afgelope 30 jaar verduidelik die prosesse wat vinnige smelting veroorsaak.
'N Vliegtuig laat rooi brandvertrager op 'n bosbrand val terwyl brandbestryders langs 'n pad in die oranje lug opkyk
Die model voorspel 'n veldbrand van 10 jaar, dan geleidelike afname
by Hannah Hickey-U. Washington
'N Kykie na die toekoms op lang termyn van veldbrande voorspel 'n aanvanklike uitbarsting van ongeveer 'n dekade lange veldbrandaktiwiteit, ...

 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

Nuwe Houdings - nuwe moontlikhede

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Kopiereg © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasies. Alle regte voorbehou.