Замедление Гольфстрима может привести к похолоданию в северной Европе
Атлантическое меридиональное океаническое течение (АМОК — так теперь принято в науке называть Гольфстрим) идет от Мексиканского залива примерно до Шпицбергена, Норвегия. Сегодня АМОК переносит огромное количество теплой воды в северную Атлантику. Там вода охлаждается, опускается на глубину и резко меняет направление. Дальше течение двигается от восточного побережья Гренландии через среднюю Атлантику (там оно как бы подныривает под АМОК) и дальше — в южную часть Атлантического океана. Тепло, которое течение выделяет в этом процессе, сохраняет северные европейские порты свободными ото льда круглый год. В частности, поэтому заполярный порт Мурманск не замерзает зимой.
При глобальном потеплении соленое северо-восточное течение АМОК смешивается с прохладной пресной водой тающей Арктики. Эта пресная вода снижает плотность и соленость течения, поэтому его охлаждение и погружение в северной части Атлантики уменьшаются, и, таким образом, движение течения на юг замедляется. Но замедляется и его движение на север.
В 1995 году специалисты по моделированию климата прогнозировали, что циркуляция AMOC прекратится к 2200 году. Более поздние наблюдения подтвердили, что действительно, северо-восточное AMOC, по-видимому, замедляются. Но до сих пор климатические модели не могли показать AMOC подробно, включая его многочисленные потоки и повороты. Поэтому многие ученые возражали против замедления АМОК.
АМОК в деталях
Используя климатическую модель, которая более подробно рассматривает AMOC, в новой работе международная команда ученых смогла дать более точный прогноз развития этого течения.
Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Крупные глобальные климатические модели обычно делят сушу и океан на области размером 100 на 100 километров. С каждой клеткой связывается набор параметров и проводятся вычисления. Эти модели обладают «низким разрешением» (крупной клеткой). Они могут упускать мелкие физические особенности динамики океана.
Геррит Ломанн и его коллеги использовали новую климатическую модель с высоким разрешением — Community Earth System. Эта модель вместо клетки в 1° широты и долготы снизила размеры до 0,1°, или до 17 километров.
Ученые предположили, что уровень углекислого газа в атмосфере будет расти высокими темпами и увеличится в течение столетия до уровня около 1250 частей на миллион (ppm) в 2100 году.
И модель с низким разрешением и новая более подробная модель показали замедление AMOC примерно на 8 миллионов кубических метров воды в секунду с 2000 по 2100 год, с резким спадом около 2020 года. Общий расход AMOC оценивается в 15-20 миллионов кубических метров воды в секунду, то есть перенос воды к 2100 году уменьшится, примерно, в два раза.
Точки невозврата
Помимо региональных изменений и океанических вихрей, модель с высоким разрешением показала переломные моменты (точки невозврата), которые были неизвестны.
Переломный момент — это пороговое состояние, при котором дополнительное небольшое изменение заставляет систему внезапно перейти в новое состояние. Например, резинка может постепенно растягиваться, но в какой-то момент она порвется. Состояние перед разрывом — это и есть пороговое состояние. После него уже невозможно вернуться назад.
Исследования Гренландского ледяного щита показали, что он испытает переломный момент, когда Земля потеплеет примерно на 2,5 °C выше доиндустриального уровня. В этот момент будет достигнута точка невозврата и таяние всего ледяного покрова станет неизбежным.
Ученые обнаружили, что в динамике AMOC тоже есть точки невозврата, которые не отображаются в более крупномасштабных моделях.