В последний раз сильное замедление мощной сети океанских течений, формирующих климат вокруг Северной Атлантики, повергло Европу в глубокий холод более чем на тысячелетие.
Это было около 12 800 лет назад, когда мало кто мог испытать это на себе. Но в последние десятилетия антропогенное потепление может снова замедлить течения, и ученые работают над тем, чтобы определить, могут ли и когда они испытают еще одно значительное ослабление, которое окажет волновое воздействие на погодные условия в некоторых частях земного шара.
Пара исследователей из Дании представила на этой неделе смелый ответ: К концу века может наступить резкое ослабление течений или даже застой.
Даже для исследователей стало неожиданностью, что их анализ показал, что потенциальный коллапс наступит так скоро, сказала в интервью одна из них, Сюзанна Дитлевсен, профессор статистики Копенгагенского университета. Климатологи в целом согласны с тем, что атлантическая циркуляция уменьшится в течение этого столетия, но нет единого мнения о том, прекратится ли она до 2100 года.
Вот почему, по словам доктора Дитлевсен, также стало неожиданностью то, что она и ее соавтор смогли точно определить время коллапса. Ученые обязаны продолжать изучать и обсуждать этот вопрос, но доктор Дитлевсен сказал, что новые результаты являются достаточной причиной, чтобы не рассматривать отключение как абстрактную и отдаленную проблему. — Сейчас, — сказала она.
Новое исследование опубликовано во вторник в журнале Nature Communications дополняет растущий объем научных работ, в которых описывается, как продолжающиеся выбросы человечеством удерживающих тепло газов могут вызвать климатические «переломные моменты» или быстрые и труднообратимые изменения в окружающей среде.
Внезапное таяние арктической вечной мерзлоты. Потеря тропических лесов Амазонки. Обрушение ледяных щитов Гренландии и Западной Антарктиды. Ученые предупреждают, что как только мир потеплеет выше определенной точки, эти и другие события могут быть вызваны быстро, хотя точные пороговые значения, при которых это произойдет, все еще очень неизвестны.
В Атлантике исследователи искали предупредительные признаки переломного сдвига в клубке океанских течений, который носит недоброжелательное название: Опрокидывающая циркуляция атлантического меридиана, или AMOC (произносится как «EY-mock»).
Эти течения несут теплые воды из тропиков через Гольфстрим мимо юго-востока Соединенных Штатов, прежде чем направиться в северную Европу. По мере того, как эта вода отдает свое тепло в воздух дальше на север, она становится холоднее и плотнее, заставляя ее опускаться в глубины океана и возвращаться к экватору. Этот опускающийся или «опрокидывающий» эффект позволяет течениям переносить огромное количество тепла по планете, что делает их чрезвычайно влиятельными в климате вокруг Атлантики и за ее пределами.
Однако по мере того, как люди нагревают атмосферу, тающий ледяной щит Гренландии добавляет большое количество пресной воды в Северную Атлантику, что может нарушить баланс тепла и соли, поддерживающий опрокидывание. Часть Атлантического океана к югу от Гренландии в последние годы значительно охладилась, создав «холодную каплю», которая, по мнению некоторых ученых, является признаком того, что система замедляется.
Если бы циркуляция переключилась на гораздо более слабое состояние, последствия для климата были бы значительными, хотя ученые все еще изучают их потенциальную величину. Большая часть северного полушария может остыть. Побережья Северной Америки и Европы могут испытать более быстрое повышение уровня моря, Северная Европа может столкнуться с более бурными зимами, а Сахель в Африке и муссонные регионы в Азии, скорее всего, будут получать меньше дождей.
Данные кернов льда и отложений указывают на то, что в далеком прошлом атлантическая циркуляция сталкивалась с резкими остановками и возобновлениями. Но самые передовые компьютерные модели глобального климата ученых дали широкий спектр прогнозов того, как течения могут вести себя в ближайшие десятилетия, отчасти потому, что сочетание факторов, которые их формируют, очень сложное.
Новый анализ доктора Дитлевсена сосредоточен на простом показателе, основанном на температуре поверхности моря, аналогичном тому, который другие ученые использовали в качестве косвенных показателей силы атлантической циркуляции. Она провела анализ вместе со своим братом Питером Дитлевсеном, климатологом в Институте Нильса Бора Копенгагенского университета. Они использовали данные своего косвенного измерения с 1870 по 2020 год для расчета статистических показателей, прогнозирующих изменения разворота.
«Мы не только наблюдаем увеличение этих показателей, — сказал Питер Дитлевсен, — но мы наблюдаем увеличение, которое согласуется с приближением переломного момента».
Затем они использовали математические свойства системы, подобной критической точке, для экстраполяции этих тенденций. Это заставило их предсказать, что атлантическая циркуляция может прекратиться примерно в середине века, хотя потенциально это может произойти уже в 2025 году и в 2095 году.
Их анализ не включал каких-либо конкретных предположений об увеличении выбросов парниковых газов в этом столетии. Он только предположил, что силы, вызывающие коллапс AMOC, будут продолжаться с неизменной скоростью — по сути, что концентрация углекислого газа в атмосфере будет продолжать расти, как это было со времен промышленной революции.
В интервью несколько исследователей, изучающих разворот, приветствовали новый анализ за использование нового подхода к прогнозированию того, когда мы можем пересечь переломный момент, особенно с учетом того, как сложно сделать это с помощью компьютерных моделей глобального климата. Но они выразили сомнения по поводу некоторых из его методов и сказали, что требуется дополнительная работа, чтобы установить сроки с большей уверенностью.
Сьюзан Лозиер, физик-океанограф из Технологического института Джорджии, сказала, что на температуру поверхности моря в Северной Атлантике вблизи Гренландии не обязательно влияли только изменения опрокидывания, что делает этот показатель сомнительным для вывода о таких изменениях. Она указала исследование, опубликованное в прошлом году показывая, что большая часть развития падения холода может быть объяснена изменениями ветров и атмосферных режимов.
В настоящее время ученые используют датчики, подвешенные над Атлантикой, для непосредственного измерения масштабов свержения. Доктор Лозье участвует в один из тех усилия по измерению. Цель состоит в том, чтобы лучше понять, что движет изменениями под волнами, и улучшить прогнозы будущих изменений.
Но проекты начали собирать данные самое раннее в 2004 году, чего недостаточно для окончательных долгосрочных выводов. «Чрезвычайно сложно взглянуть на краткую историю опрокидывания океана и сказать, что он будет делать через 30, 40 или 50 лет», — сказал доктор Лозьер.
Левке Цезарь, исследователь с докторской степенью, изучающий инверсию в Бременском университете в Германии, выразил обеспокоенность по поводу более старых температурных записей, которые доктор Дитлевсен и доктор Дитлевсен использовали для расчета своего прокси. По ее словам, эти записи, датируемые концом 19-го и началом 20-го веков, могут быть недостаточно надежными, чтобы их можно было использовать для точного статистического анализа без тщательной корректировки.
Тем не менее, новое исследование дало срочный сигнал о необходимости продолжения сбора данных об изменении океанских течений, сказал доктор Цезарь. «Что-то происходит, и это, вероятно, из ряда вон выходящее», — сказала она. «То, чего бы не случилось, если бы не мы, люди».
Неопределенность ученых в отношении времени обрушения AMOC не должна использоваться в качестве оправдания для того, чтобы не сократить выбросы парниковых газов, чтобы попытаться избежать этого, сказала Хали Килбурн, доцент-исследователь Центра экологических наук Университета Мэриленда.
«Вполне вероятно, что мы уже упали со скалы и не знаем об этом», — сказал доктор Килборн. «Честно говоря, я боюсь, что к тому времени, когда все это станет твердой наукой, будет слишком поздно действовать. »
