Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Краткое изложение пути термохалинной циркуляции. Синие пути представляют собой глубоководные течения, а красные пути - поверхностные.

Отключение или замедление термоциркуляции является гипотетический эффект глобального потепления на крупной океанической циркуляции.

Исследование 2015 года показало, что атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция (AMOC) за 200 лет ослабла на 15-20%. [1]

Общие [ править ]

Дон Чемберс из Колледжа морских наук Университета Южной Флориды отметил: «Ожидается, что основным эффектом замедления AMOC будет более прохладная зима и лето в Северной Атлантике, а также небольшое повышение уровня моря на побережье Северной Америки». [2] Джеймс Хансен и Макико Сато заявили:

Замедление AMOC, которое вызывает охлаждение на ~ 1 ° C и, возможно, влияет на погодные условия, сильно отличается от останова AMOC, который охлаждает Северную Атлантику на несколько градусов по Цельсию; последний имел бы драматические последствия для штормов и был бы необратимым в масштабе столетия. [3]

Спад атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции был связан с резким повышением уровня моря в регионе . [4]

Обзор 2017 года пришел к выводу, что есть убедительные доказательства прошлых изменений в силе и структуре AMOC во время резких климатических явлений, таких как более поздний дриас и многие явления Генриха . [5]

Замедление [ править ]

См. Также: Холодное пятно (Северная Атлантика)

Ломанн и Дима 2010 обнаружили ослабление AMOC с конца 1930-х годов. [6] Климатологи Майкл Манн из Пенсильванского университета и Стефан Рамсторф из Потсдамского института исследований воздействия на климат предположили, что наблюдаемая картина холода в течение многих лет температурных рекордов является признаком того, что меридиональная опрокидывающаяся циркуляция Атлантического океана (AMOC) может ослабевать. Они опубликовали свои выводы в 2015 году и пришли к выводу, что циркуляция AMOC продемонстрировала исключительное замедление в прошлом веке, и что таяние в Гренландии является возможным фактором, при этом замедление AMOC с 1970-х годов было беспрецедентным за последнее тысячелетие. [7]

В исследовании, опубликованном в 2016 году, были обнаружены дополнительные доказательства значительного воздействия повышения уровня моря на Восточное побережье США . Исследование подтверждает более ранние результаты исследований, которые определили этот регион как горячую точку для повышения уровня моря, с потенциалом отклонения в 3–4 раза по скорости подъема по сравнению со средним глобальным показателем. Исследователи связывают возможное увеличение с механизмом циркуляции океана, называемым глубоководным образованием, который уменьшается из-за замедления AMOC, что приводит к более теплым водным карманам под поверхностью. Кроме того, в исследовании отмечается: «Наши результаты показывают, что более высокие темпы выбросов углерода также способствуют увеличению [повышения уровня моря] в этом регионе по сравнению со средними мировыми показателями». [8]

Завершение работы [ править ]

Смотрите также: Резкое изменение климата

Глобальное потепление может в результате прекращения термохалинной циркуляции вызвать похолодание в Северной Атлантике , Европе и Северной Америке. [9] [10] Это особенно повлияет на такие районы, как Британские острова , Франция и страны Северной Европы , которые нагреваются дрейфом Северной Атлантики . [11] [12] Основные последствия, помимо похолодания в регионе, могут также включать увеличение числа крупных наводнений и штормов, сокращение запасов планктона , потепление или изменение количества осадков в тропиках или на Аляске и Антарктиде , более частые и интенсивныеЯвления Эль-Ниньо из-за связанных с этим остановок течений Куросио , Леувина и Восточно-Австралийского течения , которые связаны с той же термохалинной циркуляцией, что и Гольфстрим, или океанического бескислородного явления - кислорода ( O2) ниже уровня поверхности застоявшихся океанов становится полностью истощенным - вероятная причина прошлых событий массового вымирания . [13]

Влияние на погоду [ править ]

Hansen et al. 2015 обнаружили, что закрытие или существенное замедление АМОКА, к тому же, возможно , способствует экстремальным конечному Eemian событий, приведет к более общему увеличению суровой погоды. Дополнительное охлаждение поверхности за счет таяния льда увеличивает градиенты температуры на поверхности и в нижних слоях тропосферы , а также вызывает в моделировании значительное увеличение энергии вихрей в средних широтах во всей тропосфере средних широт. Это, в свою очередь, приводит к увеличению бароклинности, вызванной более сильными градиентами температуры, что обеспечивает энергию для более суровых погодных явлений.

Многие из самых запоминающихся и разрушительных штормов в восточной части Северной Америки и Западной Европы, широко известные как суперштормы, были зимними циклоническими штормами, хотя иногда случаются поздней осенью или ранней весной, которые порождают ветры почти ураганной силы и часто большие снегопад. Продолжающееся потепление океанов низких широт в ближайшие десятилетия приведет к увеличению количества водяного пара для усиления таких штормов. Если это тропическое потепление сочетается с более прохладной северной частью Атлантического океана в результате замедления AMOC и увеличения энергии вихрей в средних широтах, мы можем ожидать более сильные бароклинные штормы.

Hansen et al. результаты, по крайней мере, предполагают, что сильное похолодание в Северной Атлантике из-за останова AMOC действительно вызывает более высокую скорость ветра. Прирост средней сезонной скорости ветра в северо-восточных ветрах относительно доиндустриальных условий достигает 10–20%. Такое процентное увеличение скорости ветра во время шторма приводит к увеличению рассеиваемой мощности шторма в ∼1,4–2 раза, поскольку рассеивание энергии ветра пропорционально кубу скорости ветра. Однако смоделированные изменения относятся к средним сезонным ветрам, усредненным по большим ячейкам сетки, а не к отдельным штормам. [14]

Наблюдения [ править ]

2010 и ранее [ править ]

В апреле 2004 года гипотеза об отключении Гольфстрима получила поддержку, когда ретроспективный анализ спутниковых данных США, казалось, показал замедление Североатлантического круговорота , северного водоворота Гольфстрима. [15]

В мае 2005 года Питер Уодхамс сообщил в The Times (Лондон) о результатах исследований на подводной лодке под ледниковым щитом Арктики, измеряя гигантские трубы холодной плотной воды, в которых холодная плотная вода обычно опускается на дно моря и заменен теплой водой, образуя один из двигателей Североатлантического дрейфа. Он и его команда обнаружили, что дымоходы практически исчезли. Обычно существует от семи до двенадцати гигантских колонн, но Вадхамс обнаружил только две гигантские колонны, обе чрезвычайно слабые. [16] [17]

В 2005 г. по результатам последнего такого измерения в 1992 г. наблюдалось 30% -ное сокращение теплых течений, несущих воду к северу от Гольфстрима. Авторы отметили неточности в измерениях. [18] После обсуждений в СМИ Детлеф Квадфазель указал, что неопределенность оценок Bryden et al. высокий, но говорит, что другие факторы и наблюдения подтверждают их результаты, а последствия, основанные на палеоклиматических записях, показывают падение температуры воздуха до 10 ° C в течение десятилетий, что связано с резкими переключениями циркуляции океана при достижении определенного порога. Он пришел к выводу, что дальнейшие наблюдения и моделирование имеют решающее значение для обеспечения раннего предупреждения о возможном разрушительном нарушении кровообращения. [19]В ответ Квирин Ширмайер пришел к выводу, что причиной наблюдений были естественные вариации, но подчеркнул возможные последствия. [13] [20]

В 2008 году Vage et al. сообщил о «возвращении глубокой конвекции к субполярному круговороту в морях Лабрадор и Ирмингер зимой 2007–2008 годов», используя «профилирующие данные поплавков из программы Арго для документирования глубокого перемешивания» и «различные in situ, спутниковые данные и данные повторного анализа ", чтобы установить контекст для явления. Возможно, это во многом связано с наблюдениями за изменениями в поведении дымохода с холодной водой. [21]

В январе 2010 года Гольфстрим ненадолго соединился с Западно-Гренландским течением после колебания в течение нескольких недель из-за крайне отрицательной фазы арктических колебаний , временно отклонив его к западу от Гренландии. [22] [23]

Термохалинная циркуляция и пресная вода [ править ]

Красный конец спектра указывает на замедление в этом представлении тенденции скоростей, полученной по данным высотомера NASA Pathfinder с мая 1992 г. по июнь 2002 г. Источник: НАСА .

Тепло переносится от экватора к полюсу в основном атмосферой, но также и океанскими течениями , с теплой водой у поверхности и холодной водой на более глубоких уровнях. Самый известный сегмент этого круговорота - Гольфстрим, ветряное водоворот , переносящий теплую воду из Карибского моря на север. Северная ветвь Гольфстрима, Североатлантический дрейф, является частью термохалинной циркуляции (ТГК), переносящей тепло дальше на север в Северную Атлантику, где его влияние на нагревание атмосферы способствует потеплению Европы.

Испарения воды в океане в Северной Атлантике увеличивает соленость воды, а также ее охлаждение, оба действия увеличения плотности воды на поверхности. Образование морского льда еще больше увеличивает соленость и плотность, потому что соль выбрасывается в океан при образовании морского льда. [24] Эта плотная вода затем опускается, и циркуляционный поток продолжает двигаться в южном направлении. Однако атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция(AMOC) определяется разницей температуры и солености океана. Но пресная вода снижает соленость океанской воды и, таким образом, предотвращает опускание более холодной воды. Этот механизм, возможно, вызвал аномалию температуры холодной поверхности океана, наблюдаемую в настоящее время около Гренландии ( Холодная капля (Северная Атлантика) ). [25]

Глобальное потепление может привести к увеличению запасов пресной воды в северных океанах за счет таяния ледников в Гренландии и увеличения количества осадков , особенно через сибирские реки. [26] [27]

Остановка AMOC может спровоцировать резкие массовые температурные сдвиги, которые произошли во время последнего ледникового периода : серию событий Дансгаарда-Ошгера - быстрые колебания климата - можно объяснить воздействием пресной воды на высоких широтах, прерывающим THC. Прогоны модели 2002 года, в которых THC вынужден отключаться, показывают охлаждение - локально до 8 ° C (14 ° F). [28]

Исследования Флоридского течения показывают, что Гольфстрим ослабевает с похолоданием, будучи самым слабым (на ~ 10%) во время Малого ледникового периода . [29]

Субполярный круговорот [ править ]

Недавние исследования (2017 г.) предполагают потенциальный конвекционный коллапс (перенос тепла) субполярного круговорота в Северной Атлантике, приводящий к быстрому похолоданию, что имеет последствия для секторов экономики, сельского хозяйства, управления водными ресурсами и энергопотреблением в Западной Европе и на восточном побережье. Соединенные Штаты. [30] Frajka-Williams et al. В 2017 году было отмечено, что недавние изменения в охлаждении субполярного круговорота, повышении температуры в субтропиках и аномалиях похолодания в тропиках увеличили пространственное распределение меридионального градиента температуры поверхности моря, что не учитывается индексом AMO . [31]

Модели МГЭИК [ править ]

Основываясь на связанных моделях общей циркуляции атмосферы и океана от 2001 года, ТГК имеет тенденцию несколько ослабляться, а не прекращаться, а эффекты потепления перевешивают похолодание даже в Европе. [32] В Пятом отчете об оценке МГЭИК сообщается, что очень маловероятно, что AMOC претерпит быстрый переход ( высокая степень достоверности ). [33]

В популярной культуре [ править ]

В фильме «Послезавтра» раздувается сценарий, связанный с остановкой AMOC.

Научно-фантастический роман Кима Стэнли Робинсона «На пятьдесят градусов ниже» , том из его серии « Наука в столице », изображает прекращение термохалинной циркуляции и попытки человечества противодействовать этому путем добавления большого количества соли в океан.

В романах Яна Дугласа «Звездный санитар» остановка AMOC вызвала ранний максимум ледникового покрова, который к середине 22 века покрыл большую часть Канады и северной Европы ледяным покровом.

См. Также [ править ]

  • Событие 8,2 кило года
  • Климатическая безопасность
  • Петлевое течение в Мексиканском заливе
  • Океаническое аноксическое событие
  • Тихоокеанская декадная осцилляция
  • Палеозоленость , изменения которой, как считается, замедляют выработку ТГК
  • Термохалинное кровообращение
  • Западно-Гренландское течение
  • Младший дриас

Ссылки [ править ]

  1. ^ Рамсторф, Стефан; Коробка, Джейсон Э .; Feulner, Георг; Манн, Майкл Э .; Робинсон, Александр; Резерфорд, Скотт; Шаффернихт, Эрик Дж. (2015). «Исключительное замедление в двадцатом веке в Атлантическом океане, опрокидывающее циркуляцию» (PDF) . Изменение климата природы . 5 (5): 475–480. Bibcode : 2015NatCC ... 5..475R . DOI : 10.1038 / nclimate2554 . ISSN  1758-678X . PDF в репозитории документов ЮНЕП
  2. ^ Университет Южной Флориды (22 января 2016 г.). «Таяние ледникового покрова Гренландии может повлиять на глобальную циркуляцию океана и климат в будущем» . Phys.org .
  3. ^ Хансен, Джеймс; Сато, Макико (2015). «Предсказания, содержащиеся в статье« Таяние льда », и глобальные последствия» .[ мертвая ссылка ]
  4. ^ Инь, Jianjun & Griffies, Стивен (25 марта 2015). «Событие экстремального повышения уровня моря связано с спадом AMOC» . КЛИВАР.[ мертвая ссылка ]
  5. ^ Жан Линч-Штиглиц (2017). «Атлантическое меридиональное опрокидывающее движение и резкое изменение климата». Ежегодный обзор морской науки. Bibcode : 2017ARMS .... 9 ... 83L . DOI : 10.1146 / annurev-marine-010816-060415 .
  6. ^ Михай Дима; Геррит Ломанн (2010). «Свидетельства двух различных режимов крупномасштабных изменений циркуляции океана за последнее столетие» (PDF) . Журнал климата . 23 (1): 5–16. Bibcode : 2010JCli ... 23 .... 5D . DOI : 10.1175 / 2009JCLI2867.1 .
  7. ^ Стефан Рамсторф; Джейсон Э. Бокс; Георг Фойльнер; Майкл Э. Манн; Александр Робинсон; Скотт Резерфорд; Эрик Дж. Шаффернихт (2015). «Исключительное замедление в двадцатом веке в Атлантическом океане, опрокидывающее циркуляцию» (PDF) . Природа . 5 (5): 475–480. Bibcode : 2015NatCC ... 5..475R . DOI : 10.1038 / nclimate2554 .
  8. ↑ Муни, Крис (1 февраля 2016 г.). «Почему восточное побережье США может быть главной« горячей точкой »для повышения уровня моря» . Вашингтон Пост .
  9. ↑ Иллинойский университет в Урбане-Шампейн (20 декабря 2004 г.). «Отключение системы кровообращения может иметь катастрофические последствия, - говорят исследователи» . ScienceDaily .
  10. ^ «Возможные экономические последствия прекращения циркуляции термохалина: применение ФОНДА». CiteSeerX 10.1.1.175.5994 .  Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  11. ^ «Факты о погоде: дрейф Северной Атлантики (Гольфстрим) - Погода в Великобритании - weatheronline.co.uk» .
  12. ^ "Североатлантическое дрейфующее течение" .
  13. ^ a b Ширмайер, Квирин (2007). «Циркуляция океана шумная, не глохнет» . Природа . 448 (7156): 844–5. Bibcode : 2007Natur.448..844S . DOI : 10.1038 / 448844b . PMID 17713489 . 
  14. ^ J. Хансен, М. Сато, П. Сердечный, Р. Ruedy, М. Келли, В. Массона-Дельмот, Г. Рассел, Г. Tselioudis, Дж Као, Е. Rignot, И. Velicogna, Е. Kandiano , К. фон Шукман, П. Хареча, А. Н. Легранд, М. Бауэр, К.-В. Ло (2015). «Таяние льда, повышение уровня моря и супер-бури: данные палеоклимата, моделирование климата и современные наблюдения показывают, что глобальное потепление на 2 ° C очень опасно» . Дискуссии по химии и физике атмосферы . 15 (14): 20059–20179. Bibcode : 2015ACPD ... 1520059H . DOI : 10,5194 / КОНР-15-20059-2015 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Спутники фиксируют ослабление Североатлантического течения . НАСА, 15 апреля 2004 г.
  16. ^ Лик, Джонатан (8 мая 2005). «Британия столкнется с большим похолоданием по мере замедления океанического течения» . Санди Таймс .
  17. ^ Замедление Гольфстрима? RealClimate.org, 26 мая 2005 г.
  18. ^ Ф. Пирс. Отсутствие океанского течения вызывает опасения по поводу мини-ледникового периода. NewScientist, 30 ноября 2005 г.
  19. ^ Quadfasel D (декабрь 2005). «Океанография: Атлантический конвейер тепла замедляется». Природа . 438 (7068): 565–6. Bibcode : 2005Natur.438..565Q . DOI : 10.1038 / 438565a . PMID 16319866 . S2CID 4406389 .  
  20. ^ Schiermeier, Quirin (2007). «Изменение климата: изменение моря». Природа . 439 (7074): 256–60. Бибкод : 2006Natur.439..256S . DOI : 10.1038 / 439256a . PMID 16421539 . S2CID 4431161 .  (требуется подписка); см. также «Сводку изменения атлантической циркуляции» . RealClimate.org . 19 января 2006 г.
  21. ^ Våge, Kjetil; Пикарт, Роберт С .; Тьерри, Вирджиния; Ревердин, Жиль; Ли, Крейг М .; Петри, Брайан; Agnew, Tom A .; Вонг, Эми; Рибергаард, Мадс Х. (2009). «Неожиданное возвращение глубокой конвекции в приполярную северную часть Атлантического океана зимой 2007–2008 гг.» . Природа Геонауки . 2 (1): 67–72. Bibcode : 2009NatGe ... 2 ... 67V . DOI : 10.1038 / ngeo382 .
  22. ^ Birchard, Джордж (6 января 2010). «Странное течение несет Гольфстрим в Гренландию» . Daily Kos . Проверено 11 января 2010 года .
  23. ^ Birchard, Джордж (30 декабря 2009). «Теплая атлантическая вода, быстро заменяющая морской лед Арктики» . Daily Kos . Проверено 11 января 2010 года .
  24. ^ «Соленость и рассол» . NSIDC.
  25. ↑ Муни, Крис (30 сентября 2015 г.). «Все, что вам нужно знать об удивительно холодной« капле »в Северной Атлантике» . Вашингтон Пост .
  26. ^ Gierz, Пол (31 августа 2015). «Реакция переворота Атлантики на будущее потепление в связанной модели атмосферы, океана и ледяного покрова» . Письма о геофизических исследованиях . 42 (16): 6811–6818. Bibcode : 2015GeoRL..42.6811G . DOI : 10.1002 / 2015GL065276 .
  27. ^ Turrell, Б. Большой Холод Стенограмма обсуждения на BBC 2, 13 ноября 2003
  28. ^ Веллинга, М .; Вуд, РА (2002). «Глобальные климатические последствия обвала атлантической термохалинной циркуляции» (PDF) . Изменение климата . 54 (3): 251–267. DOI : 10,1023 / A: 1016168827653 . S2CID 153075940 . Архивировано из оригинального (PDF) 6 сентября 2006 года.  
  29. ^ Лунд, округ Колумбия, Линч-Штиглиц Дж, Карри В.Б .; Линч-Штиглиц; Карри (ноябрь 2006 г.). «Структура плотности Гольфстрима и перенос в течение последнего тысячелетия» (PDF) . Природа . 444 (7119): 601–4. Bibcode : 2006Natur.444..601L . DOI : 10,1038 / природа05277 . PMID 17136090 . S2CID 4431695 .   CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  30. ^ Сгубин; и другие. (2017). «Резкое похолодание над Северной Атлантикой в ​​современных климатических моделях» . Nature Communications . 8 . Bibcode : 2017NatCo ... 8 ..... S . DOI : 10.1038 / ncomms14375 . PMC 5330854 . PMID 28198383 .  
  31. ^ Элеонора Frajka-Williams; Клоди Больё; Орели Дюшес (2017). «Формирующийся отрицательный атлантический индекс многолетних колебаний, несмотря на теплые субтропики» . Научные отчеты . 7 (1): 11224. Bibcode : 2017NatSR ... 711224F . DOI : 10.1038 / s41598-017-11046-х . PMC 5593924 . PMID 28894211 .  
  32. ^ МГЭИК ТАР РГ1 (2001). «9.3.4.3 Изменения термохалинной циркуляции» . В Хоутоне, JT; Ding, Y .; Григгс, диджей; Noguer, M .; van der Linden, PJ; Дай, X .; Maskell, K .; Джонсон, Калифорния (ред.). Изменение климата 2001: научная основа . Вклад Рабочей группы I в Третий доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-80767-8.(pb: 0-521-01495-6 )
  33. ^ "IPCC AR5 WG1" (PDF) . МГЭИК . МГЭИК. п. Таблица 12.4. Архивировано из оригинального (PDF) 24 августа 2015 года.

Внешние ссылки [ править ]

  • Проект THOR Проект Гамбургского университета по изучению термохалинной циркуляции
  • «Сценарий резкого изменения климата и его последствия для национальной безопасности США» (исследование 2003 г.)
  • Что, если конвейер остановится? Размышления о возможном исходе Великого глобального эксперимента (исследование 1999 г.)
  • Гадкий сюрприз в теплице (Видео о отключении термохалинной циркуляции, 2015)
  • Почему в Атлантике существует термохалинная циркуляция, а в Тихом - нет? (Технический отчет 2005 г.)