Przejdź do treści
AAA
Kontrast

08.08.2021

Jak wpływa na klimat cyrkulacja termohalinowa?

Dużo w ubiegłym tygodniu pisano w mediach na temat załamania systemu cyrkulacji wód w Atlantyku, co może mieć poważne konsekwencje klimatyczne, zwłaszcza dla Europy.

Media powołując się na nowe badania, opublikowane w "Nature Climate Change" (DOI: 10.1038/s41558-021-01097-4) które sugerują, że AMOC stracił stabilność w ciągu ostatniego stulecia i że generalnie system może działać w dwóch trybach – silnym, który mamy obecnie, oraz alternatywnym, znacznie słabszym trybie działania. To oznacza, że ​​w zasadzie możliwe są nagłe przejścia między dwoma trybami cyrkulacji. 

"W systemie klimatycznym istnieje ukryty mechanizm obronny, którego istota nie do końca jest w pełni znana ale którego uruchomienie się do końca bieżącego wieku jest uważane za bardzo mało prawdopodobne. Tym mechanizmem jest MOC, po polsku Południkowa Cyrkulacja Wymienna, która na północnym Atlantyku realizowana jest w formie cyrkulacji termohalinowej (THC) będącej konsekwencja silnego południkowego gradientu zasolenia i temperatury wód morskich. W konsekwencji THC realizowana w formie prądów morskich takich jak Prąd Zatokowy i Północnoatlantycki transportuje b.ciepłe i b.słone wody w Arktykę. I bardziej na północ tym bardziej „strumień wód” zapuszcza się, zagłębia, do momentu aż zapada się i zawraca jako chłodny na południe. Na bardzo nietypowe „zachowanie” THC zwrócił uwagę w II połowie lat 90-tych XX wieku Stefan Rahmstorf. Zauważył on bowiem, że z nie do końca jasnych powodów THC może się zatrzymać  i odwrócić i po pewnym czasie wzbudzać. Taka zmiana oznaczałaby np. gwałtowną zmianę cyrkulacji powietrza w rejonie północnego Atlantyku i Europie (dot. tzw wiru polarnego), silniejszy i długotrwały spływ mroźnego powietrza itp. Sam Rahmstorf stwierdził, że takie zatrzymanie się THC w XXI wieku jest możlwe, ale mało prawdopodobne. Późniejsze jego i nie tylko analizy wskazywały jednak, że może się to wydarzyć. Z powodu globalnego ocieplenia, słabnie m.in. gradient temperatury. Oznacza to, że ta sama ilość energii z niskich szerokości dociera teraz na większy obszar a proces zapadania się wód jest zapewne opóźniony. Omawiając tegoroczną zimę i niektóre aspekty cyrkulacji wskazywaliśmy już na potencjalny możliwy związek z innym niż zazwyczaj oddziaływaniem THC. Zatrzymanie THC może spowolnić globalne ocieplenie, ale wg znanych mi opinii nie zatrzyma go," dodał prof. Mirosław Miętus z IMGW-PIB.

Informacja dodatkowa: Cyrkulacja termohalinowa, południkowa cyrkulacja wymienna, MOC (od ang. meridional overturning circulation), globalny pas transmisyjny – globalna cyrkulacja wód oceanów spowodowana zmianami gęstości wody morskiej w zależności od zasolenia i temperatury (zob. charakterystyka wód Oceanu Spokojnego, temperatura i zasolenie wód Oceanu Atlantyckiego). Na kierunki prądów oceanicznych wpływają również inne czynniki: ruch obrotowy Ziemi, zjawiska pływowe, globalna cyrkulacja powietrza. Przymiotnik termohalinowy pochodzi od greckich członów termo-, odnoszącego się do temperatury, i -halin, odnoszącego się do zawartości soli – czynników, które wspólnie określają gęstość wody morskiej. Cyrkulacja powierzchniowa wywoływana przez wiatr ma składową północną po zachodniej stronie oceanów. Na przykład Prąd Zatokowy (Golfsztrom) płynie od okolic równika do północnego Atlantyku, gdzie w okolicach Labradoru i Grenlandii oziębia się i opada tworząc północnoatlantyckie wody głębinowe (ang. North Atlantic Deep Water, skrót NADW). Potem ten prąd płynie blisko dna oceanu (prądy głębinowe, prądy przydenne) na południe i pojawia się po kilkuset latach w północno-wschodnim Pacyfiku. Zachodzi tu intensywny upwelling, a następnie silnie ogrzane wody powierzchniowe kierują się na zachód (zob. Prąd Północnorównikowy, Prąd Południoworównikowy). Ta globalna cyrkulacja oceanu jest związana z wymianą energii pomiędzy tropikami i obszarami okołobiegunowymi. Małe zmiany właściwości cyrkulacji termohalinowej mogą powodować duże zmiany klimatu ze względu na dużą pojemność cieplną oceanu. Skale czasowe tych zmian są zróżnicowane (zob. oscylacja północnoatlantycka, oscylacja południowa, El Niño, La Niña); osiągają rząd tysiąca lat. Wody cyrkulacji termohalinowej charakteryzuje się na podstawie ich zasolenia, temperatury, ilości tlenu i innych czynników. Mają one bardzo dobrze określone właściwości fizykochemiczne.