האם יכול להחליף את זרימת הדם האטלנטית?

האם יכול להחליף את זרימת הדם האטלנטית?

סכמטי של ה- AMOC. השבילים האדומים מראים מים חמים יותר קרוב לפני השטח, ואילו המסלולים הסגולים מראים מים קרים וצפופים יותר הנעים בעומק. קרדיט: Met Office

באופן כללי, אנו חושבים על שינויי אקלים כתהליך הדרגתי: ככל שגזי חממה שאנשים פולטים יותר, כך האקלים ישתנה. אך האם יש "נקודות אל חזור" המחייבות אותנו לשינוי בלתי הפיך?

"זרימת הפיכת האטלנטיק Meridional", המכונה "AMOC", היא אחת המערכות הנוכחיות העיקריות באוקיינוסים בעולם וממלאת תפקיד מכריע בוויסות האקלים.

זה מונע על ידי איזון עדין של טמפרטורות האוקיאנוס ומליחותו, הנמצא בסיכון להתרגז בגלל אקלים מתחמם.

המחקר העדכני מעלה כי סביר להניח כי AMOC יחליש את המאה הזו, אך קריסה סבירה מאוד. עם זאת, מדענים נמצאים בדרך כלשהי מלהגדיר בדיוק כמה התחממות עשויה לדחוף את AMOC מעבר לנקודת מפנה.

הפיכה

באיור שלהלן מופיע איור של ה- AMOC. בצפון האוקיאנוס האטלנטי, מים חמים מהסובטרופיקה נודדים צפונה ליד השטח וקרים - ומכאן, צפופים יותר - מים נודעים דרומה לעומק, בדרך כלל 2-4 ק"מ מתחת לפני השטח.

בצפון, מי השטח החמים מקוררים על ידי האטמוספירה המונחת, הופכים למים קרים וצפופים ושוקעים בכדי לספק את הענף העמוק והדרומי. במקום אחר, המים הקרים עולים ומתחממים, ומספקים מחדש את הענף העליון והחם ומשלים את המעגל.

האם AMOC יכול לקרוס?

ה- AMOC חשוף לשינויי אקלים. ככל שהאטמוספרה מתחממת כתוצאה מגידול גזי החממה, מופחתת יכולתו של האוקיאנוס לאבד חום מפני השטח הצפוני האטלנטי ואחד הגורמים המניעים של ה- AMOC נחלש.

תחזיות אקלימיות של התחממות כדור הארץ במאה הנוכחית מצביעות בעקביות על היחלשות ה- AMOC. ההערכות האחרונות של פאנל בין - ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) - ה- דוח הערכה חמישי (AR5) ו- דוח מיוחד על אוקיינוסים וקריוספירה באקלים משתנה (SROCC) - שניהם מסיקים כי ה- AMOC "סביר מאוד" להחליש במהלך המאה ה -21.

היחלשות כזו תשפיע על קירור האקלים באזור צפון אטלנטיקה, מאחר שמואט אספקת החום צפונה. השפעה זו כלולה בתחזיות האקלים, אך ההשפעה ההתחממות הישירה כתוצאה מגידול בריכוזי גזי החממה חזקה יותר, ולכן התוצאה נטו עדיין מתחממת על אזורי היבשה.

אך שינויים דרמטיים יותר אפשריים תיאורטית. "נקודת הטייה" עשויה להתקיים שמעבר לכך ה- AMOC החזק הנוכחי הופך בלתי בר-קיימא.

עדויות לכך חוזרות ל א נייר זרע פורסם בשנת 1961 על ידי אחד מאבות האוקיאנוגרפיה המודרנית, הנרי סטומל. סטומל הבין כי ה- AMOC הוא סוג של תחרות בין השפעות הטמפרטורה והמליחות, שתיהן משפיעות על צפיפות מי הים.

האם יכול להחליף את זרימת הדם האטלנטית?

האיור שלהלן ממחיש את מצבי AMOC השונים האפשריים. באקלים של ימינו הטמפרטורה שולטת והמים הרוחב הקר והצפוף מניע AMOC חזק (עקומה אדומה). אבל במדינות אקלים אחרות אפשר למים מתוקים (מגשמים או להמיס קרח) להתרענן - וכך להבהיר - את המים בגובה הרוחב הגבוה; במקרה זה, המים לא מספיק צפופים בכדי להניע את ה- AMOC שמתמוטט (עקומה כחולה).

אם קלט המים המתוקים לאוקיאנוס האטלנטי היה חזק דיו - מהיתוך מהיר של יריעת הקרח גרינלנד, למשל - הנקודה הכחולה הייתה עוברת ימינה באיור. על פי המודל של סטומל, בשלב מסוים מדינת AMOC החזקה (אדום) הופכת בלתי ברת קיימא ו- AMOC קורסת למצב "כבוי" (כחול). ואז, אפילו אם מאוחר יותר היו הופכים את שינויי האקלים המניע (הנקודה הכחולה נעה שמאלה על הדמות), ה- AMOC היה נשאר על עקומת הכחול ולא היה מופעל שוב עד שהאקלים פיקח על התנאים בימינו. הכיוון ההפוך. תופעה זו ידועה בשם "היסטריה".

האם יכול להחליף את זרימת הדם האטלנטית?

טיפות נקודות והיסטריה של ה- AMOC במודל הפשוט של סטומל. מצבים אפשריים של ה- AMOC תלויים בכמות הזרמת המים המתוקים לאוקיאנוס האטלנטי (ציר x). חוזק AMOC מוצג על ציר ה- Y. [שימו לב ששניהם נמדדים בסברדרפס (Sv), שם 1 Sv מציין מיליון מ"ק מים המועברים בשנייה.] כשיש קלט מים מתוקים נמוך, הטמפרטורה שולטת בזרימה ורק AMOC חזק אפשרי (עקומה אדומה). עבור קלט מים מתוקים גבוה אפשרי רק מצב שקרס (עקומה כחולה). בין לבין, שתי המדינות אפשריות. אם כניסת המים המתוקים הייתה עולה מעבר לערך קריטי (נקודת ההפצה), AMOC היה קורס. ואז, גם אם תפוקת המים המתוקים הייתה מוחזרת למצבם המקורי, ה- AMOC היה נשאר במצב כבוי. קרדיט: Met Office.

תחזיות לטווח הארוך

הרעיון של סטומל התפתח במהלך השנים, אך התובנה הבסיסית עדיין רלוונטית. יש evidence כי ייתכן ששינויי AMOC שיחקו תפקיד בכמה מהפניות האקלים הגדולות של העבר - לאחרונה לפני כ 8,200 שנה עם התהוות העולם מתקופת הקרח האחרונה.

באותה תקופה, אגם ענק בצפון-מערב קנדה התאפק על ידי קיר קרח. כאשר הטמפרטורות התחממו, קיר הקרח קרס, הפקדת המים המתוקים מהאגם לצפון האוקיאנוס האטלנטי והפרעה של ה- AMOC. ניתן לראות קירור משמעותי בזמן זה רשומות פליאקלמטיות ברחבי צפון אמריקה, גרינלנד ואירופה.

מודלים אקלימיים מקיפים בדרך כלל אינם מקרינים השבתה מוחלטת של ה- AMOC במאה ה -21, אך לאחרונה מודלים רצו עוד יותר לעתיד. תחת תרחישים של המשך ריכוזי גזי חממה גבוהים, מספר דגמים מפרויקט כיבוי יעיל של AMOC עד 2300.

תחזיות דוגמניות של AMOC העתידי אכן נעות באופן נרחב. כתוצאה מכך, בשאלה איזו רמת התחממות כדור הארץ תביא לכיבוי של AMOC, אין זה סביר שהקהילה המדעית תראה התכנסות כלשהי בעתיד הקרוב.

בעוד שמנגנון היסוד שמערער את יציבות ה- AMOC במודל המקורי של סטומל נראה חשוב במודלים אקלימיים, ישנם תהליכים אחרים שמנסים לייצב את ה- AMOC. רבים מתהליכים אלה קשה למודל כמותית, במיוחד עם הרזולוציה המוגבלת שאפשר עם כוח המחשוב הנוכחי. אז תחזיות AMOC שלנו ימשיכו להיות נתונים לא מעט אי וודאות לאורך זמן.

אם לוקחים בחשבון את כל הראיות, AR5 ו- SROCC של ה- IPCC הגיעו למסקנה כי קריסת AMOC לפני 2100 הייתה "מאוד לא סביר”(Pdf). עם זאת, ההשפעות של מעבר נקודת הפתיחה של AMOC יהיו עצומות, ולכן ניתן לראות זאת בצורה הטובה ביותר כתרחיש "הסתברות נמוכה, השפעה גבוהה".

מה יהיו ההשפעות של קריסה?

ניתן להשתמש במודלים אקלימיים כדי להעריך את ההשפעה על האקלים אם AMOC היה נסגר לחלוטין. על ידי הוספת כמויות גדולות של מים מתוקים לצפון האוקיאנוס האטלנטי במודל, מדענים מקלים באופן מלאכותי על המים הקרים הצפופים המהווים את הענף התחתון של הלולאה. זה עוצר את ה- AMOC ואז נוכל לבדוק את ההשפעה על האקלים.

האיור שלהלן ממחיש את השינויים שגורמים לניסוי אחד כזה. כיבוי ה- AMOC מביא להתקררות (הצללה כחולה) של כל חצי הכדור הצפוני, ובמיוחד האזורים הקרובים לאזור אובדן החום הצפון אטלנטי ("הרדיאטור" של מערכת החימום המרכזית הצפון אטלנטית). באזורים אלה הקירור עולה על ההתחממות החזויה בגלל גזי חממה, ולכן כיבוי מוחלט במאה ה -21, למרות שלא סביר מאוד, עלול לגרום להתקררות נטו באזורים כמו מערב אירופה.

האם יכול להחליף את זרימת הדם האטלנטית?

שינוי מודל בטמפרטורת פני השטח (C) בעקבות התמוטטות מלאכותית של ה- AMOC. הצללה מצביעה על קירור (כחול) או התחממות (כתום ואדום). הודפס מחדש באישור ספרינגר. ג'קסון ואח '. (2015) השפעות אקלים גלובליות ואירופאיות על האטת ה- AMOC ב- GCM ברזולוציה גבוהה, Climate Dynamics.

השפעות אחרות כוללות שינויים גדולים בדפוסי הגשמים, עלייה בסופות החורף מעל אירופה ועליית מפלס הים של עד 50 ס"מ סביב אגן צפון האוקיאנוס האטלנטי. באזורים רבים תופעות אלה יחריפו את המגמות עקב ההתחממות הגלובלית.

אמנם ניסויים מודליים כאלה הם מלאכותיים "מה אם?" תרחישים, הם ממחישים את גודל השינויים שעלולים לנבוע מקריסת AMOC. ההשפעות על חקלאות, חיות בר, תחבורה, ביקוש אנרגיה ותשתיות חוף יהיו מורכבות, אך אנו יכולים להיות בטוחים שיהיו השלכות סוציו-אקונומיות משמעותיות. לדוגמה, מחקר אחד הראתה ירידה של 50% בפריון הדשא באזורי המרעה העיקריים של מערב בריטניה ואירלנד.

מה ניתן לעשות בסכנת קריסה?

כפי שהוסבר לעיל, מדענים נמצאים בדרך כלשהי מהיכולת להגדיר בביטחון את רמת ההתחממות הגלובלית בה AMOC יהיה בסיכון לחצות נקודת מפנה.

עם זאת יתכן וניתן לנהל את הסיכון לקריסת AMOC, גם בלי לדעת עד כמה סביר להניח.

כדי לקחת אנלוגיה ביתית: אני יודע שזה אפשרי, אך לא סביר, שהבית שלי יישרף - זה אירוע בעל סבירות נמוכה, בעל השפעה גבוהה. אין לי הרבה מושג עד כמה סביר שתהיה לי שריפה, אבל בכל מקרה אני יכול לנהל את הסיכון על ידי בדיקת החיווט החשמלי והתקנת אזעקות עשן. בדיקת החיווט מצמצמת את הסיכוי לשריפה, ואילו אזעקת העשן מעניקה לי אזהרה מוקדמת אם שריפה מתחילה כך שניתן יהיה להפחית את הפגיעה - על ידי פינוי הבית והזמנת מכבי האש.

לאחרונה, יחד עם עמיתים למרכז אוניברסיטת אקסטר, בדקנו את האפשרות לפתח מערכת אזהרה מוקדמת להפצת AMOC.

באמצעות מודל פשוט, הראינו כי אופן התפתחות המלחי האוקיאנוס הסובטרופי והתת-קוטבי לאורך זמן יכול לתת אינדיקציה מוקדמת אם ה- AMOC בדרך לקריסה, אולי עשרות שנים לפני שנחשפה כל היחלשות משמעותית ב- AMOC עצמה.

ימים מוקדמים למחקר זה, אך על ידי פיקוח על אינדיקטור כזה יתכן שניתן לתת יותר זמן להתכונן לתוצאות של קריסת AMOC, או לאמץ אמצעים להפחתת שינויי אקלים אגרסיביים יותר כדי להביא את ה- AMOC לדרך יציבה יותר .

שאלות מעולות

ככל שהעולם מתמודד עם האתגרים של עמידה ביעדים של הסכם האקלים בפריס, ההתעניינות גוברת במסלולי האקלים לפקח באופן זמני רמת היעד הסופית. חשוב שתקפולים כאלה לא יעברו אף סף בלתי הפיך בדרך ליעד הסופי, ולכן מחקר על נקודות השפל צריך לקשר תוצאות תיאורטיות לשאלות מעשיות יותר אלה.

חלק גדול מהמודלים של נקודות ההפצה של AMOC עד כה השתמשו בתרחישים אידיאליים של קלט מים מתוקים לצפון האוקיאנוס האטלנטי. זה רלוונטי לכמה שינויי AMOC בעבר, אך כדי לדגמן שינויי אקלים עתידיים עלינו להבין מה קורה כאשר ההתחממות וההתרעננות מתרחשות יחד.

זו בעיה מאתגרת יותר מכיוון שמספר התהליכים והפידבקים הרלוונטיים גדל. חלק מתהליכים אלה פועלים בסקאלות קטנות שהמודלים נאבקים לפתור בכוח המחשוב הנוכחי. שיפור הדוגמנות של תהליכי AMOC מרכזיים זקוק לסבלנות ומחויבות לטווח ארוך, אך בסופו של דבר ישלם דיבידנדים בתחזיות אמוק יותר של AMOC.

מחקרים בנושא התרעה מוקדמת מפני קריסת AMOC נמצאים בחיתוליו, אך עשויים להוות דרך פורה להגיב לסיכון. דבר אחד בטוח: התרעה מוקדמת תדרוש התבוננות מתמדת על היבטי המפתח של ה- AMOC.

ניטור AMOC נכנס לעידן חדש בשנת 2004 עם RAPID-MOCHA, מערך של כלים עגולים המשתרעים על רוחב האוקיאנוס האטלנטי בקו רוחב 26.5 מעלות צפונית ומספק ניטור רציף של ה- AMOC. לפני כן היו רק חמש תמונות תצלום של התפוצה על פני 47 שנים.

התוצאות כבר שינו את ההבנה שלנו לגבי שינוי ה- AMOC בזמן: למשל טבילה לא צפויה ב- AMOC - שנצפה בסתיו 2009 - הוא האמין כי מילא תפקיד בחורפים האירופיים הקרים באופן יוצא דופן של 2009-10 ו- 2010-11.

לאחרונה, א מערך ניטור דומה הותקן צפונה יותר באוקיאנוס האטלנטי התת-קוטבי. ביחד עם מדידות רצופות של טמפרטורה ומליחות משטפי ארגו הנסחפים, כיום יש לנו אוקיאוגרפים מאגר נתונים חסר תקדים כדי ללמוד מרכיב מכריע זה במערכת האקלים שלנו ולתת לעולם את ההזדמנות להיערך לכל הפתעות מגעילות.

על המחבר

ד"ר ריצ'רד ווד, המוביל את קבוצת האקלים, הקריוספירה והאוקיינוסים במרכז Metley Had Office בבריטניה. ד"ר לורה ג'קסון, מדענית באותה קבוצה.

מאמר זה הופיע במקור פחמן קצר

ספרים_סיבות

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

עקוב אחר InnerSelf ב

facebook-iconאייקון twitterאייקון rss

קבל את הדוא"ל האחרון

{emailcloak = כבוי}

הסרטים האחרונים

פליטות מתאן רמות שובר שיאים
פליטות מתאן רמות שובר שיאים
by ג'וזי גרתוויייט
מחקרים מראים כי פליטות מתאן עולמיות הגיעו לרמות הגבוהות ביותר.
קסט פורסט 7 12
כיצד יערות אוקיינוסים תורמים להקל על משבר האקלים
by אמה ברייס
חוקרים מחפשים לאזור עזרה באגירת פחמן דו חמצני מתחת לפני הים.
תהליכים זעירים של כונן פלנקטון באוקיאנוס הלוכדים פחמן פי שניים כמו שחשבו המדענים
תהליכים זעירים של כונן פלנקטון באוקיאנוס הלוכדים פחמן פי שניים כמו שחשבו המדענים
by קן בוסלר
האוקיאנוס משחק תפקיד מרכזי במחזור הפחמן העולמי. הכוח המניע מגיע מפלנקטון זעיר המייצר ...
שינוי האקלים מאיים על איכות מי השתייה ברחבי האגמים הגדולים
שינוי האקלים מאיים על איכות מי השתייה ברחבי האגמים הגדולים
by גבריאל פיליפלי וג'וזף ד. אורטיז
"אל תשתה / אל תרתח" זה לא מה שמישהו רוצה לשמוע על מי הברז של העיר שלהם. אבל האפקטים המשולבים של ...
שיחה על שינוי באנרגיה עלולה לשבור את מבוי האקלים
שיחה על שינוי באנרגיה עלולה לשבור את מבול האקלים
by צוות InnerSelf
לכל אחד יש סיפורי אנרגיה, בין אם מדובר על קרוב משפחה שעובד על אסדת נפט, הורה מלמד ילד לפנות ...
גידולים עלולים להתמודד עם צרות כפולות מחרקים ואקלים מחמם
גידולים עלולים להתמודד עם צרות כפולות מחרקים ואקלים מחמם
by גרג האו ונתן האבקו
במשך אלפי שנים חרקים והצמחים שהם ניזונים מהם ניהלו קרב משותף-אבולוציוני: לאכול או לא להיות ...
כדי להגיע לפליטות אפס על הממשלה להתמודד עם מכשולים שמכניסים אנשים למכוניות חשמליות
כדי להגיע לפליטות אפס על הממשלה להתמודד עם מכשולים שמכניסים אנשים למכוניות חשמליות
by סוופנש מסראני
יעדים שאפתניים נקבעו על ידי ממשלות בריטניה והסקוטים להפוך לכלכלות פחמן נטו-אפס עד 2050 ו- 2045 ...
האביב מגיע מוקדם יותר ברחבי ארה"ב, וזה לא תמיד חדשות טובות
האביב מגיע מוקדם יותר ברחבי ארה"ב, וזה לא תמיד חדשות טובות
by תרזה קרימינס
ברחבי חלק גדול מארצות הברית, אקלים מתחמם קידם את בוא האביב. השנה אינה יוצאת דופן.

כתבות אחרונות

שני שליש קרח הקרחונים בהרי ההימלאיה עלולים לאבד עד 2100
שני שליש קרח הקרחונים בהרי ההימלאיה עלולים לאבד עד 2100
by אן רואן
בעולם הקרחולוגיה, שנת 2007 הייתה יורדת בהיסטוריה. זו הייתה השנה שגיאה קטנה לכאורה בסרן ...
זמניות עולה יכולות להרוג מיליונים בשנה בסוף המאה
זמניות עולה יכולות להרוג מיליונים בשנה בסוף המאה
by אדוארד למפינן
בסוף המאה הנוכחית, עשרות מיליוני אנשים יכולים למות בכל שנה ברחבי העולם כתוצאה מהטמפרטורות העולות ...
ניו זילנד רוצה לבנות רשת חשמל מתחדשת במאה אחוז, אך תשתיות מסיביות אינן האפשרות הטובה ביותר.
ניו זילנד רוצה לבנות רשת חשמל מתחדשת במאה אחוז, אך תשתיות מסיביות אינן האפשרות הטובה ביותר.
by ג'נט סטפנסון
פרויקט המוצע של מיליארדי דולרים להקמת מפעל לאחסון הידרו יכול לשאוב את רשת החשמל של ניו זילנד ...
חוות רוח הבנויות על קשת כבול עשירה בפחמן מאבדות את יכולתן להילחם בשינויי אקלים
חוות רוח הבנויות על קשת כבול עשירה בפחמן מאבדות את יכולתן להילחם בשינויי אקלים
by Guaduneth Chico et al
כוח הרוח בבריטניה מהווה כיום כמעט 30% מכל ייצור החשמל. טורבינות רוח יבשות מייצרות כעת ...
הכחשת אקלים לא נעלמה - הנה כיצד ניתן לאתר טיעונים להשהיית פעולות האקלים
הכחשת אקלים לא נעלמה - הנה כיצד ניתן לאתר טיעונים להשהיית פעולות האקלים
by סטיוארט קפסטיק
במחקר חדש, זיהינו את מה שאנו מכנים 12 "שיח של עיכוב". אלה דרכי דיבור וכתיבה על ...
התלקחות גז שגרתית היא בזבזנית, מזהמת ומעורבת
התלקחות גז שגרתית היא בזבזנית, מזהמת ומעורבת
by גונאר וו. שייד
אם נסעתם באזור בו חברות מוציאות נפט וגז מתצורות פצלים, כנראה שראית להבות…
בושה מהטיסה: איך להפיץ את הקמפיין שגרם לשבדים לוותר על טיסה לתמיד
בושה מהטיסה: איך להפיץ את הקמפיין שגרם לשבדים לוותר על טיסה לתמיד
by אבית ק בושמיק
חברות התעופה הגדולות באירופה צפויות לראות את מחזור המכירות שלהן ב- 50% בשנת 2020 כתוצאה ממגפת COVID-19, ...
האם האקלים יחמם ככל שחששו מאנשים?
האם האקלים יחמם ככל שחששו מאנשים?
by סטיבן שרווד ואח '
אנו מכירים את השינויים באקלים עם עליית ריכוזי גזי החממה, אך כמות ההתחממות הצפויה נותרה ...