آیا می تواند گردش واژگون آتلانتیک خاموش شود؟

آیا می تواند گردش واژگون آتلانتیک خاموش شود؟

شماتیک AMOC. مسیرهای قرمز آب گرمتر از سطح را نزدیک تر نشان می دهد ، در حالی که مسیرهای بنفش آب سردتر و متراکم تری را نشان می دهد که در عمق حرکت می کند. اعتبار: ملاقات دفتر

به طور کلی ، ما از تغییرات آب و هوا به عنوان یک روند تدریجی فکر می کنیم: هرچه گازهای گلخانه ای که انسان از آن ساطع می شود ، بیشتر تغییر کند. اما آیا "نقاط بازگشتی" وجود ندارد که ما را به تغییر برگشت ناپذیر متعهد سازد؟

"گردش خنثی مشرف به آتلانتیک" ، معروف به "AMOC" ، یکی از مهمترین سیستم های فعلی اقیانوس های جهان است و نقش مهمی در تنظیم آب و هوا دارد.

با تعادل ظریف دما و شوری اقیانوس رانده می شود ، که در معرض خطر ناراحتی از آب و هوای گرم است.

آخرین تحقیقات نشان می دهد که AMOC احتمالاً در این قرن تضعیف می شود ، اما سقوط بسیار بعید است. با این حال ، دانشمندان به نوعی قادر به تعریف دقیقاً میزان گرمایش ممکن توسط AMOC در گذشته نیستند.

واژگون شدن

شکل زیر نمونه ای از AMOC را نشان می دهد. در اقیانوس اطلس شمالی ، آب گرم نیمه گرمسیری به سمت شمال در نزدیکی سطح و سرما سفر می کند - و از این رو ، متراکم تر - آب به عمق جنوب ، به طور معمول 2-4 کیلومتر زیر سطح حرکت می کند.

در شمال ، آب سطح گرم توسط جو پوشاننده سرد می شود ، به آب سرد و غلیظ تبدیل می شود و غرق می شود تا شاخه ای عمیق و جنوبی را تأمین کند. در جای دیگر ، آب سرد بالا می رود و گرم می شود ، شاخه فوقانی ، گرم را مجدداً تأمین می کنید و مدار را تکمیل می کنید.

آیا می توان AMOC را فرو ریخت؟

AMOC در برابر تغییرات آب و هوا آسیب پذیر است. با گرم شدن جو به دلیل افزایش گازهای گلخانه ای ، توانایی اقیانوس در از دست دادن گرما از سطح اقیانوس اطلس شمالی کاهش می یابد و یکی از عوامل محرک AMOC تضعیف می شود.

پیش بینی های مدل آب و هوایی از گرم شدن کره زمین در این قرن به طور مداوم به تضعیف AMOC اشاره دارد. جدیدترین ارزیابیها از پنل بین دولتی در مورد تغییرات اقلیمی (IPCC) - پنجم گزارش ارزیابی (AR5) و گزارش ویژه اقیانوسها و کرزوفرها در آب و هوای متغیر (SROCC) - هر دو نتیجه می گیرند که AMOC احتمالاً در قرن بیست و یکم تضعیف خواهد شد.

چنین تضعیف کننده ای می تواند تأثیر خنک کننده بر آب و هوای اطراف منطقه آتلانتیک شمالی داشته باشد ، زیرا تأمین گرما به سمت شمال کاهش یافته است. این اثر در پیش بینی های آب و هوا گنجانده شده است ، اما اثر گرم شدن مستقیم از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای قوی تر است ، بنابراین نتیجه خالص همچنان در مناطق زمین گرم می شود.

اما از لحاظ تئوریکی تغییرات چشمگیر تری امکان پذیر است. یک "نکته مهم" ممکن است وجود داشته باشد که فراتر از آن AMOC قوی فعلی ناپایدار می شود.

مدارک و شواهد مربوط به این امر برمی گردد به مقاله منی منتشر شده در سال 1961 توسط یکی از پدران اقیانوس شناسی مدرن ، هنری استومل. استومل فهمید که AMOC نوعی رقابت بین اثرات دما و شوری است که هر دو بر تراکم آب دریا تأثیر می گذارد.

آیا می تواند گردش واژگون آتلانتیک خاموش شود؟

شکل زیر ایالات مختلف AMOC را نشان می دهد. در شرایط آب و هوایی امروز ، درجه حرارت غالب است و آب و هوای گرم و جغرافیایی پرتراکم ، دارای AMOC قوی (منحنی قرمز) است. اما در سایر شرایط آب و هوایی ممکن است آب شیرین (از بارندگی یا ذوب یخ) تازه شود - و همینطور کم نور - آب با عرض جغرافیایی زیاد. در این حالت ، آب به اندازه کافی متراکم نیست تا AMOC را که فرو می ریزد (منحنی آبی) فرو می برد.

اگر ورودی آب شیرین به اقیانوس اطلس به اندازه کافی قوی بود - از ذوب سریع ورق یخ گرینلند ، به عنوان مثال - نقطه آبی به شکل سمت راست حرکت می کند. طبق مدل استومل ، در بعضی مقطع حالت AMOC (قرمز) پایدار و ناپایدار می شود و AMOC به حالت "خاموش" سقوط می کند (آبی). سپس ، حتی اگر تغییر اوضاع رانندگی بعدا معکوس شود (نقطه آبی که به سمت چپ بر روی شکل حرکت می کند) ، AMOC در منحنی آبی باقی می ماند و دوباره روشن نمی شود تا زمانی که آب و هوا بیش از حد شرایط امروز را تحت الشعاع قرار دهد. جهت مخالف این پدیده به عنوان "هیسترزیس" شناخته می شود.

آیا می تواند گردش واژگون آتلانتیک خاموش شود؟

نکته های مهم و پرستاری از AMOC در مدل ساده Stommel. حالتهای احتمالی AMOC به میزان ورود آب شیرین به اقیانوس اطلس (محور x) بستگی دارد. قدرت AMOC در محور y نشان داده شده است. [توجه داشته باشید که هر دو در Sverdrups (Sv) اندازه گیری می شوند ، جایی که 1 Sv یک میلیون متر مکعب آب منتقل شده در ثانیه را نشان می دهد.] هنگامی که ورودی آب شیرین کم وجود دارد ، درجه حرارت بر جریان مسلط است و فقط یک AMOC قوی امکان پذیر است (منحنی قرمز). برای ورودی زیاد به آب شیرین ، فقط یک حالت متلاشی (منحنی آبی) امکان پذیر است. در بین ، هر دو کشور ممکن است. اگر ورودی آب شیرین بیش از یک مقدار بحرانی (نقطه اوج) افزایش یابد ، AMOC سقوط می کند. سپس ، حتی اگر ورودی آب شیرین به حالت اولیه خود برگردد ، AMOC خاموش می ماند. اعتبار: ملاقات دفتر.

پیش بینی های طولانی مدت

ایده استومل در طول سالها تکامل یافته است ، اما بینش اساسی هنوز هم مرتبط است. وجود دارد eviدانه ممکن است تغییرات AMOC در برخی تغییرات عمده آب و هوا در گذشته نقش داشته باشد - اخیراً در حدود 8,200 سال پیش با ظهور جهان از آخرین عصر یخبندان.

در آن زمان ، یک دریاچه عظیم در شمال غربی کانادا توسط یک دیوار یخی در حال نگه داشتن بود. با گرم شدن دما ، دیوار یخ فرو ریخت ، رساندن آب شیرین از دریاچه به اقیانوس اطلس شمالی و قطع AMOC. یک سرمایش بزرگ در این زمان می تواند مشاهده شود سوابق palaeoclimatic در سراسر آمریکای شمالی ، گرینلند و اروپا.

مدلهای جامع آب و هوایی عموماً خاموش کردن کامل AMOC را در قرن بیست و یکم پیش بینی نمی کنند ، اما اخیراً مدل ها در آینده بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. تحت سناریوها به غلظت بالای گاز گلخانه ای ادامه داد، تعدادی از مدل ها پروژه خاموش کردن مؤثر AMOC تا 2300.

پیش بینی های مدل AMOC آینده بسیار گسترده است ، اگرچه. در نتیجه ، در پاسخ به این سؤال که گرمایش جهانی چه میزان منجر به خاموش شدن AMOC خواهد شد ، بعید است که جامعه علمی در آینده نزدیک شاهد همگرایی باشند.

در حالی که به نظر می رسد مکانیسم بنیادی که AMOC را در مدل اصلی Stommel بی ثبات می کند ، در مدل های آب و هوایی دارای اهمیت است ، اما فرایندهای دیگری نیز وجود دارند که سعی در تثبیت AMOC دارند. بسیاری از این فرایندها به سختی می توانند از نظر کمی مدل سازی شوند ، به خصوص با وضوح محدود که با توان محاسباتی فعلی امکان پذیر است. بنابراین پیش بینی های AMOC ما برای برخی از زمان ها همچنان در معرض برخی از عدم اطمینان ها خواهد بود.

با در نظر گرفتن همه شواهد ، AR5 و SROCC IPCC نتیجه گرفتند كه سقوط AMOC قبل از سال 2100 "خیلی بعید است"(pdf) با این حال ، تأثیرات عبور از یک نقطه پرش از AMOC بسیار زیاد خواهد بود ، بنابراین بهتر است به عنوان سناریوی "احتمال کم ، تأثیر زیاد" مشاهده شود.

تأثیرات سقوط چه خواهد بود؟

در صورت تعطیل شدن کامل AMOC ، از مدل های اقلیمی می توان برای ارزیابی تأثیر آب و هوا استفاده کرد. دانشمندان با اضافه کردن مقدار زیادی آب شیرین به اقیانوس اطلس شمالی ، به صورت مصنوعی آب سرد و متراکم را که شاخه پایینی حلقه را تشکیل می دهد ، روشن می کنند. این AMOC را متوقف می کند و سپس می توانیم تأثیرات موجود در آب و هوا را بررسی کنیم.

شکل زیر تغییراتی را نشان می دهد که منجر به چنین آزمایشاتی می شود. خاموش شدن AMOC منجر به خنک شدن (سایه آبی) کل نیمکره شمالی ، به ویژه مناطقی که نزدیک به منطقه از دست دادن گرمای آتلانتیک شمالی هستند ("رادیاتور" سیستم گرمایش مرکزی آتلانتیک شمالی) است. در این مناطق سرمایش بیش از گرم شدن پیش بینی شده به دلیل گازهای گلخانه ای است ، بنابراین خاموش شدن کامل در قرن 21 ، گرچه بسیار بعید است ، می تواند منجر به خنک کننده خالص در مناطقی مانند غرب اروپا شود.

آیا می تواند گردش واژگون آتلانتیک خاموش شود؟

تغییر مدل در دمای سطح (C) پس از فروپاشی مصنوعی ناشی از AMOC. سایه زدن نشان دهنده خنک شدن (آبی) یا گرم شدن (نارنجی و قرمز) است. چاپ مجوز با اجازه Springer. جکسون و همکاران. (2015) تأثیرات اقلیمی جهانی و اروپایی از کاهش سرعت AMOC در یک GCM با وضوح بالا ، Weather Dynamics.

تأثیرات دیگر شامل تغییر عمده در الگوهای بارندگی ، افزایش طوفان های زمستانی در اروپا و افزایش سطح دریا تا 50 سانتی متر در حوضه آتلانتیک شمالی است. در بسیاری از مناطق این اثرات به دلیل گرم شدن کره زمین روند را تشدید می کند.

در حالی که چنین آزمایشهای مدل مصنوعی هستند "چه می شود؟" سناریوها ، آنها بزرگی تغییراتی را نشان می دهند که می تواند ناشی از فروپاشی AMOC باشد. تأثیرات کشاورزی ، حیات وحش ، حمل و نقل ، تقاضای انرژی و زیرساختهای ساحلی پیچیده خواهد بود ، اما می توانیم یقین داشته باشیم که عواقب عمده اقتصادی-اقتصادی به همراه خواهد داشت. مثلا، یک مطالعه کاهش 50٪ در بهره‌وری چمن را در مناطق مهم چرا در غرب انگلیس و ایرلند نشان داد.

در مورد خطر سقوط چه می توان کرد؟

همانطور که در بالا توضیح داده شد ، دانشمندان به نوعی قادر به تعریف با اطمینان از سطح گرم شدن کره زمین هستند که AMOC در معرض خطر عبور از یک نقطه قرارگرفتگی قرار دارد.

با این وجود ، ممکن است مدیریت خطر سقوط AMOC حتی بدون دانستن احتمال آن احتمالاً مدیریت شود.

برای گرفتن یک قیاس خانگی: من می دانم که ممکن است ، اما بعید نیست که خانه من بسوزد - این یک اتفاق کم احتمال و با تأثیر بالا است. من چندان تصور ندارم که احتمال آتش سوزی چقدر محتمل است ، اما به هر حال می توانم با بررسی سیم کشی برق و نصب آلارم دود ، خطر را کنترل کنم. بررسی سیم کشی احتمال آتش سوزی را کاهش می دهد ، در حالی که زنگ دود در صورت شروع آتش سوزی به من هشدار می دهد تا از اثر آن تخلیه شود - با تخلیه خانه و تماس با آتش نشانی.

به تازگی ، به همراه همکاران در دانشگاه اکسترما در حال بررسی امکان توسعه یک سیستم هشدار دهنده زود هنگام برای رعایت AMOC هستیم.

با استفاده از یک مدل ساده ، نشان داده ایم اگر شیوه شوری آتلانتیک های نیمه گرمسیری و نیمه قطبی با گذشت زمان تشدید شود ، اگر AMOC در مسیر فروپاشی باشد ، احتمالاً ده ها سال قبل از تضعیف عمده در خود AMOC دیده می شود.

روزهای اولیه برای این تحقیق است ، اما با نظارت بر چنین شاخصی می توان زمان بیشتری را برای آمادگی برای پیامدهای سقوط AMOC فراهم کرد ، یا اتخاذ تدابیر تهاجمی تر برای کاهش تغییرات آب و هوا برای ورود AMOC در مسیری پایدار تر .

سوالات برجسته

هرچه جهان با چالش های تحقق اهداف توافق نامه اقلیمی پاریس روبرو می شود ، علاقه در مسیرهای اقلیمی افزایش می یابد. موقتاً برانداز سطح هدف نهایی. این مهم است که چنین سبکی هایی از هیچ آستانه جبران ناپذیری در مسیر رسیدن به مقصد نهایی عبور نکنند ، بنابراین تحقیقات در مورد نقاط پررنگ باید نتایج نظری را به این سؤالات کاربردی تر پیوند دهد.

بسیاری از مدل سازی نقاط اوج AMOC تا به امروز از سناریوهای ایده آل از ورودی آب شیرین به اقیانوس اطلس شمالی استفاده کرده است. این به برخی تغییرات AMOC گذشته مربوط می شود ، اما برای مدل سازی تغییرات آب و هوایی در آینده باید درک کنیم که چه اتفاقی می افتد هنگام گرم شدن و تازه کردن با هم.

این یک مشکل چالش برانگیزتر است زیرا تعداد فرآیندهای مربوط و بازخورد مربوطه افزایش می یابد. برخی از این فرایندها در مقیاسهای کوچکی عمل می کنند که مدلها با قدرت محاسباتی فعلی برای حل و فصل آنها تلاش می کنند. بهبود مدل سازی فرایندهای کلیدی AMOC به صبر و تعهد طولانی مدت نیاز دارد ، اما در نهایت سود را در پیش بینی های AMOC با اطمینان تر پرداخت می کنید.

تحقیقات در مورد هشدار اولیه از سقوط AMOC در مراحل ابتدایی است ، اما ممکن است روشی مثمر ثمر برای پاسخ به خطر باشد. یک چیز مطمئناست: هشدار اولیه به مشاهدات مداوم در مورد جنبه های کلیدی AMOC نیاز دارد.

نظارت AMOC در سال 2004 با دوره جدید وارد شد RAPID-MOCHA، مجموعه ای از سازهای مجهز به عرض آتلانتیک در عرض جغرافیایی 26.5 درجه شمالی و نظارت مداوم بر AMOC را فراهم می کند. پیش از این فقط پنج عکس از تیراژ پخش شده در طول 47 سال وجود داشته است.

نتایج قبلاً درک ما را از نحوه تغییر AMOC در زمان تغییر داده است: برای مثال ، یک غوطه وری غیر منتظره در AMOC - مشاهده شده در پاییز 2009 - تصور می شود که در زمستان های غیر منتظره سرد اروپا از 2009-10 و 2010-11 نقش داشته است.

اخیرا، یک آرایه مانیتور مشابه بیشتر در شمال اقیانوس اطلس زیر قطبی نصب شده است. همراه با اندازه گیری مداوم دما و شوری حاصل از شناور شناور آرگو ، اقیانوس شناسان اکنون یک پایگاه داده بی سابقه برای مطالعه این عنصر مهم سیستم آب و هوایی ما دارند و به جهانیان فرصتی می دهند تا برای هر گونه شگفتی ناخوشایند آماده شوند.

درباره نویسنده

دکتر ریچارد وود ، که رهبری گروه اقلیم ، کریوسفر و اقیانوس ها را در مرکز مت هادلی در انگلستان به عهده دارد. دکتر لورا جکسون ، دانشمند در همان گروه.

این مقاله در ابتدا در ظاهر کربن مختصر

کتابها

enafarZH-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

به دنبال InnerSelf در

فیس بوک، آیکونتوییتر آیکونrss-icon

دریافت آخرین با ایمیل

{emailcloak = خاموش}

آخرین فیلم ها

صحبت در مورد تغییر انرژی می تواند بن بست آب و هوا را خراب کند
صحبت در مورد تغییر انرژی می تواند بن بست آب و هوا را خراب کند
by InnerSelf کارکنان
همه افراد دارای داستان های انرژی هستند ، خواه در مورد یک خویشاوندی باشند که روی یک روغن کار می کنند ، والدینی که به فرزند می آموزد به نوبه خود ...
محصولات زراعی می توانند با مشکلات مضاعف از حشرات و آب و هوای گرم روبرو شوند
محصولات زراعی می توانند با مشکلات مضاعف از حشرات و آب و هوای گرم روبرو شوند
by گرگگ هاو و ناتان هاکو
هزاره ها ، حشرات و گیاهانی که از آنها تغذیه می کنند درگیر نبرد مشترک بودند: برای خوردن یا نبودن…
برای دستیابی به تولید گازهای گلخانه ای صفر ، دولت باید موانع را کنار بگذارد و مردم را از ماشین های برقی کنار بکشند
برای دستیابی به تولید گازهای گلخانه ای صفر ، دولت باید موانع را کنار بگذارد و مردم را از ماشین های برقی کنار بکشند
by Swapnesh Masrani
دولت های انگلیس و اسکاتلند اهداف بلندپروازانه ای را تعیین کرده اند تا سال های 2050 و 2045 به اقتصاد کربن خالص صفر تبدیل شوند ...
بهار در آغاز ایالات متحده می رسد ، و این همیشه خبر خوبی نیست
بهار در آغاز ایالات متحده می رسد ، و این همیشه خبر خوبی نیست
by ترزا کریمینز
در بیشتر ایالات متحده ، آب و هوا گرم می کند که بهار آمدن را افزایش داده است. امسال نیز از این قاعده مستثنی نیست.
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
آخرین عصر یخبندان به ما می گوید که چرا ما باید در مورد تغییر 2 درجه دما دقت کنیم
by آلن ن ویلیامز ، و همکاران
آخرین گزارش هیئت بین دولتی در مورد تغییر آب و هوا (IPCC) بیان می کند که بدون کاهش قابل توجهی ...
یک شهر جورجیا نیمی از برق خود را از مزرعه خورشیدی رئیس جمهور جیمی کارتر دریافت می کند
یک شهر جورجیا نیمی از برق خود را از مزرعه خورشیدی رئیس جمهور جیمی کارتر دریافت می کند
by جونا کیدر
دشت ، جورجیا ، یک شهر کوچک است که دقیقاً در جنوب کلمب ، ماکون ، و آتلانتا و شمال آلبانی قرار دارد. آن است…
اکثر بزرگسالان ایالات متحده معتقدند که تغییرات آب و هوایی مهمترین مسئله امروز است
by انجمن روانشناسی آمریکا
با آشکار تر شدن اثرات تغییرات اقلیمی ، بیش از نیمی از بزرگسالان آمریکایی (56٪) می گویند که تغییرات آب و هوایی…
چگونه این سه شرکت مالی می توانند جهت تغییر بحران آب و هوا را تغییر دهند
چگونه این سه شرکت مالی می توانند جهت تغییر بحران آب و هوا را تغییر دهند
by مانگولینا جان فیچنر ، و همکاران
انقلابی ساکت در سرمایه گذاری اتفاق می افتد. این یک تغییر پارادایم است که تأثیر عمیقی بر شرکت ها خواهد گذاشت ،…

آخرین مقالات

امواج گرمایی بسیار گرم و مرطوب برای زندگی بشر در اینجا هستند
امواج گرمایی بسیار گرم و مرطوب برای زندگی بشر اکنون اینجا هستند
by تیم رادفورد
امواج گرما کشنده ای که هوا را به هوا گرم و مرطوب می کنند ، برای زنده ماندن ، تهدیدی است که به لطف آب و هوا وارد شده است ...
تابش سطح پایین برای کودکان چقدر خطرناک است؟
تابش سطح پایین برای کودکان چقدر خطرناک است؟
by پل براون
تجدید نظر در مورد خطرات ناشی از تشعشعات سطح پایین ، آینده صنعت هسته ای را به خطر می اندازد - شاید به همین دلیل است که هرگز ...
کاری که اکنون می کنیم می تواند مسیر زمین را تغییر دهد
کاری که اکنون می کنیم می تواند مسیر زمین را تغییر دهد
by Pep Canadell، et al
تعداد افرادی که در طول COVID-19 با دوچرخه سواری و پیاده روی در اماکن عمومی راهپیمایی می کنند ، زیاد شده است.
امواج گرمای دریایی مشکل طلسم ماهیان آبشارهای گرمسیری - حتی قبل از مرگ مرجان ها را ایجاد می کند
امواج گرمای دریایی مشکل طلسم ماهیان آبشارهای گرمسیری - حتی قبل از مرگ مرجان ها را ایجاد می کند
by جنیفر MT مگل و جولیا کی بام
با وجود بسیاری از چالش های امروز اقیانوس های جهان ، صخره های مرجانی همچنان سنگرهای تنوع زیستی دریایی هستند.
هشدارها از فصل بدتر از حد معمول توفان برای نشان دادن مشکل
هشدارها از فصل بدتر از حد معمول توفان برای نشان دادن مشکل
by ائین هیگینز
فصل طوفان در حال آغاز است و خطرات آن فقط رشد می کند و به طور بالقوه می تواند هرگونه عوارض ناشی از بیماری همه گیر را افزایش دهد.
استرالیا ، وقت آن رسیده است که در مورد اضطراری آب ما صحبت کنیم
استرالیا ، وقت آن رسیده است که در مورد اضطراری آب ما صحبت کنیم
by کوئنتین گرافتون و همکاران
تأثیر تغییرات آب و هوایی دیگری است که ما نیز باید با آن روبرو شویم: کمبود آب در قاره ما.
سوخت های فسیلی در حال سقوط هستند ، اما هنوز خارج نیستند
سوخت های فسیلی در حال سقوط هستند ، اما هنوز خارج نیستند
by کیران کوک
انرژی های تجدید پذیر باعث ورود سریع به بازار می شوند ، اما سوخت های فسیلی هنوز هم نفوذ چشمگیر جهانی دارند.
عمل انسان تصمیم خواهد گرفت که سطح دریاها چقدر ظهور می کند
عمل انسان تصمیم خواهد گرفت که سطح دریاها چقدر ظهور می کند
by تیم رادفورد
به دلیل اقدامات انسانی سطح دریا رو به افزایش خواهد بود. با این وجود ، میزان این کار تا چه اندازه بستگی دارد.