Skutočný “Pozajtra” kvôli “bodu zlomu” Atlantiku

Zatiaľ čo hollywoodska vízia bola prehnaná, film z roku 2004 nastolil vážnu otázku: Ak globálne otepľovanie zastaví cirkuláciu Atlantického poludníka, ktorá je rozhodujúca pre prenos tepla z trópov do severných zemepisných šírok, aké náhle a vážne by boli klimatické zmeny. ?

Dvadsať rokov po uvedení filmu vieme o cirkulácii v Atlantickom oceáne oveľa viac. Prístroje rozmiestnené v oceáne od roku 2004 ukazujú, že cirkulácia Atlantického oceánu sa za posledné dve desaťročia pozorovateľne spomalila, možno na najslabší stav za takmer celé tisícročie.

Štúdie tiež naznačujú, že cirkulácia dosiahla v minulosti nebezpečný bod zlomu, ktorý ju poslal do prudkého a nezastaviteľného poklesu, a že by mohla znova zasiahnuť tento bod zlomu, keď sa planéta otepľuje a ľadovce a ľadové príkrovy sa topia.

V novej štúdii s použitím najnovšej generácie klimatických modelov Zeme sme simulovali tok sladkej vody, kým oceánska cirkulácia nedosiahla bod zlomu.

Výsledky ukázali, že cirkulácia by sa mohla úplne zastaviť do storočia od dosiahnutia bodu zlomu a že smeruje týmto smerom. Ak by sa tak stalo, priemerné teploty by v Severnej Amerike, častiach Ázie a Európy klesli o niekoľko stupňov a ľudia by na celom svete videli vážne a kaskádovité následky.

Objavili sme tiež fyzikálny signál včasného varovania, ktorý môže varovať svet, keď sa cirkulácia Atlantického oceánu blíži k bodu zlomu.

Dopravný pás oceánu

Oceánske prúdy sú poháňané vetrom, prílivom a odlivom a rozdielmi v hustote vody.

V obehu Atlantického oceánu tečie relatívne teplá a slaná povrchová voda v blízkosti rovníka smerom ku Grónsku. Počas svojej cesty prekračuje Karibské more, prechádza do Mexického zálivu a potom tečie pozdĺž východného pobrežia USA pred prekročením Atlantiku.

Tento prúd, známy aj ako Golfský prúd, prináša teplo do Európy. Keď tečie na sever a ochladzuje sa, vodná masa sa stáva ťažšou. Keď sa dostane do Grónska, začne klesať a prúdiť na juh. Potopenie vody v blízkosti Grónska ťahá vodu z iných častí Atlantického oceánu a cyklus sa opakuje ako na dopravnom páse.

Príliš veľa sladkej vody z topiacich sa ľadovcov a grónskeho ľadového príkrovu môže zriediť slanosť vody, zabrániť jej potopeniu a oslabiť tento oceánsky dopravný pás.

Slabší dopravný pás prenáša menej tepla na sever a tiež umožňuje, aby sa do Grónska dostalo menej ťažkej vody, čo ešte viac oslabuje pevnosť dopravného pásu. Akonáhle dosiahne bod zlomu, rýchlo sa vypne.

Čo sa stane s klímou v bode zlomu?

Existencia bodu zlomu bola prvýkrát zaznamenaná v príliš zjednodušenom modeli cirkulácie v Atlantickom oceáne na začiatku 60. rokov 20. storočia. Dnešné podrobnejšie klimatické modely naznačujú pokračujúce spomaľovanie sily dopravného pásu pri zmene klímy. Zdá sa však, že v týchto klimatických modeloch chýba náhle zastavenie obehu Atlantického oceánu.

Tu prichádza naša štúdia. Uskutočnili sme experiment s podrobným klimatickým modelom, aby sme našli bod zlomu pre náhle odstavenie pomalým zvyšovaním prívodu sladkej vody.

Zistili sme, že akonáhle dosiahne bod zlomu, dopravný pás sa vypne do 100 rokov. Prenos tepla smerom na sever je výrazne znížený, čo vedie k náhlym zmenám klímy.

Výsledok: Nebezpečná zima na severe

Regióny ovplyvnené Golfským prúdom dostávajú podstatne menej tepla, keď sa cirkulácia zastaví. To ochladzuje severoamerický a európsky kontinent o niekoľko stupňov.

Európske podnebie je oveľa viac ovplyvnené Golfským prúdom ako iné regióny. V našom experimente to znamenalo, že časti kontinentu sa menili o viac ako 5 stupňov Fahrenheita (3 stupne Celzia) za desaťročie – oveľa rýchlejšie ako dnešné globálne otepľovanie, ktoré predstavuje približne 0,2 °C za desaťročie.

Zistili sme, že časti Nórska by zaznamenali pokles teploty o viac ako 36 F (20 C). Na druhej strane, regióny na južnej pologuli by sa o pár stupňov oteplili.

Tieto teplotné zmeny sa vyvíjajú asi 100 rokov. Môže sa to zdať ako dlhá doba, ale v typických klimatických časových mierkach je to náhle.

Vypnutie dopravného pásu by tiež ovplyvnilo hladinu mora a zrážky, čo môže posunúť ostatné ekosystémy bližšie k ich bodom zlomu. Napríklad amazonský dažďový prales je náchylný na klesajúce zrážky.

Ak by sa jeho lesný ekosystém zmenil na trávnaté porasty, prechod by uvoľnil uhlík do atmosféry a viedol by k strate cenného zásobníka uhlíka, čo by ešte viac urýchlilo zmenu klímy.

Atlantický obeh sa v dávnej minulosti výrazne spomalil. Počas ľadových období, keď sa topili ľadové štíty, ktoré pokrývali veľké časti planéty, prílev sladkej vody spomalil cirkuláciu v Atlantiku, čo vyvolalo obrovské klimatické výkyvy.

Kedy teda uvidíme tento bod zlomu?

Veľká otázka – kedy atlantická cirkulácia dosiahne bod zlomu – zostáva nezodpovedaná. Pozorovania nejdú dostatočne ďaleko na to, aby poskytli jasný výsledok.

Zatiaľ čo nedávna štúdia naznačila, že dopravný pás sa rýchlo blíži k bodu zlomu, možno v priebehu niekoľkých rokov, tieto štatistické analýzy vytvorili niekoľko predpokladov, ktoré vyvolávajú neistotu.

Namiesto toho sme boli schopní vyvinúť na fyzike založený a pozorovateľný signál včasného varovania zahŕňajúci transport slanosti na južnej hranici Atlantického oceánu. Keď sa dosiahne prah, bod zlomu bude pravdepodobne nasledovať o jednu až štyri desaťročia.

Klimatické vplyvy z našej štúdie podčiarkujú závažnosť takéhoto náhleho kolapsu dopravného pásu. Zmeny teploty, hladiny morí a zrážok vážne ovplyvnia spoločnosť a zmeny klímy sú nezastaviteľné z hľadiska ľudského času.

Mohlo by sa zdať neintuitívne obávať sa extrémneho chladu, keď sa planéta otepľuje, ale ak sa hlavný obeh Atlantického oceánu vypne z dôvodu príliš veľkého množstva roztopenej vody, ktorá sa nalieva, je to riziko, ktoré nás čaká.

RRené van Westen, postdoktorandský výskumník v oblasti fyziky klímy, Utrechtská univerzita; Henk A. Dijkstra, profesor fyziky, Utrechtská univerzita, a Michael Kliphuis, špecialista na klimatické modely, Utrechtská univerzita

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok.