Opwarming zou de Atlantische Oceaan deze eeuw voorbij een 'kantelpunt' kunnen duwen (2023)

De laatste keer dat er een grote vertraging was in het machtige netwerk van oceaanstromingen dat het klimaat rond de Noord-Atlantische Oceaan bepaalt, lijkt Europa meer dan een millennium in een diepe kou te zijn gedompeld.

Dat was ongeveer 12.800 jaar geleden, toen er niet veel mensen waren om het te ervaren. Maar de laatste decenniadoor de mens veroorzaakte opwarming kan ervoor zorgen dat de stroming weer afneemt, en wetenschappers hebben gewerkt om te bepalen of en wanneer ze nog een grote verzwakking zouden kunnen ondergaan, wat rimpeleffecten zou hebben voor weerpatronen over een deel van de wereld.

Een paar onderzoekers in Denemarken brachten deze week naar voreneen gewaagd antwoord: Tegen het einde van de eeuw zou een scherpe verzwakking van de stroming of zelfs een sluiting kunnen zijn.

Het was zelfs voor de onderzoekers een verrassing dat uit hun analyse bleek dat er zo snel een mogelijke ineenstorting zou komen, zei een van hen, Susanne Ditlevsen, een professor in de statistiek aan de Universiteit van Kopenhagen, in een interview. Klimaatwetenschappers zijn het er over het algemeen over eens dat deDe Atlantische circulatie zal deze eeuw afnemen, maar er is geen consensus over of het voor 2100 zal stoppen.

Het nieuwe onderzoek,dinsdag gepubliceerdin het tijdschrift Nature Communications, draagt ​​bij aan een groeiende hoeveelheid wetenschappelijk werk dat beschrijft hoe de voortdurende uitstoot van warmtevasthoudende gassen door de mensheid het klimaat zou kunnen veroorzaken "omslagpunten”, of snelle en moeilijk terug te draaien veranderingen in de omgeving.

Abrupte dooi van de Arctische permafrost. Verlies van het Amazoneregenwoud. Ineenstorting van de Groenlandse en West-Antarctische ijskappen. Zodra de wereld een bepaald punt opwarmt, kunnen deze en andere gebeurtenissen snel in gang worden gezet, waarschuwen wetenschappers, hoewel de exacte drempels waarop dit zou gebeuren nog steeds hoogst onzeker zijn.

In de Atlantische Oceaan hebben onderzoekers gezocht naar voorbodes van omslagpuntachtige veranderingen in een wirwar van oceaanstromingen die een onaantrekkelijke naam dragen:de Atlantische meridionale kantelende circulatie, of AMOC (uitgesproken als "AY-mock").

Deze stromingen voeren warm water uit de tropen door de Golfstroom, voorbij het zuidoosten van de Verenigde Staten, voordat ze afbuigen naar Noord-Europa. Wanneer dit water zijn warmte afgeeft aan de lucht verder naar het noorden, wordt het kouder en dichter, waardoor het naar de diepe oceaan zinkt en teruggaat naar de evenaar. Door dit zinkende effect, of 'kantelen', kunnen de stromingen enorme hoeveelheden warmte rond de planeet transporteren, waardoor ze een enorme invloed hebben op het klimaat rond de Atlantische Oceaan en daarbuiten.

Terwijl mensen de atmosfeer opwarmen, voegt het smelten van de Groenlandse ijskap echter grote hoeveelheden zoet water toe aan de Noord-Atlantische Oceaan, wat de balans tussen hitte en zoutgehalte die het kantelen in beweging houdt, zou kunnen verstoren. Een stuk van de Atlantische Oceaan ten zuiden van Groenland is de afgelopen jaren opvallend afgekoeld, waardoor een "koude klodder" is ontstaan ​​die sommige wetenschappers zien als een teken dat het systeem vertraagt.

Als de circulatie in een veel zwakkere toestand terecht zou komen, zouden de effecten op het klimaat verreikend zijn, hoewel wetenschappers hun potentiële omvang nog steeds onderzoeken. Een groot deel van het noordelijk halfrond zou kunnen afkoelen. De kustlijnen van Noord-Amerika en Europa zouden een snellere zeespiegelstijging kunnen zien. Noord-Europa zou stormachtigere winters kunnen meemaken, terwijl de Sahel in Afrika en de moessonregio's van Azië waarschijnlijk minder regen zullen krijgen.

Bewijs uit ijs- en sedimentkernen geeft aan dat de Atlantische circulatie in het diepe verleden abrupt stopte en begon. Maar de meest geavanceerde computermodellen van wetenschappers van het mondiale klimaat hebben een breed scala aan voorspellingen opgeleverd over hoe de stromingen zich de komende decennia zouden kunnen gedragen, deels omdat de mix van factoren die ze vormen zo complex is.

De nieuwe analyse van Dr. Ditlevsen was gericht op een eenvoudige metriek, gebaseerd op zee-oppervlaktetemperaturen, die vergelijkbaar is met die andere wetenschappers hebben gebruikt als proxy's voor de sterkte van de Atlantische circulatie. Ze voerde de analyse uit met Peter Ditlevsen, haar broer, die klimaatwetenschapper is aan het Niels Bohr Instituut van de Universiteit van Kopenhagen. Ze gebruikten gegevens over hun proxy-meting van 1870 tot 2020 om statistische indicatoren te berekenen die veranderingen in de kanteling voorspellen.

"We zien niet alleen een toename van deze indicatoren", zei Peter Ditlevsen, "maar we zien een toename die consistent is met het naderen van een omslagpunt."

Vervolgens gebruikten ze de wiskundige eigenschappen van een omslagpuntachtig systeem om uit deze trends te extrapoleren. Dat bracht hen ertoe te voorspellen dat de Atlantische circulatie rond het midden van de eeuw zou kunnen instorten, hoewel dit mogelijk al in 2025 en zelfs in 2095 zou kunnen gebeuren.

In interviews juichten verschillende onderzoekers die de kanteling bestudeerden de nieuwe analyse toe voor het gebruik van een nieuwe benadering om te voorspellen wanneer we een omslagpunt zouden kunnen passeren, vooral gezien hoe moeilijk het was om dit te doen met behulp van computermodellen van het wereldwijde klimaat. Maar ze uitten hun bedenkingen bij sommige van zijn methoden en zeiden dat er nog meer werk nodig was om de timing met meer zekerheid vast te stellen.

Susan Lozier, een fysieke oceanograaf bij Georgia Tech, zei dat de temperatuur van het zeewater in de Noord-Atlantische Oceaan nabij Groenland niet noodzakelijkerwijs alleen werd beïnvloed door veranderingen in het kantelen, waardoor ze een twijfelachtige proxy zijn om die veranderingen af ​​te leiden. Ze wees naareen vorig jaar gepubliceerde studiewaaruit blijkt dat een groot deel van de ontwikkeling van de koude blob kan worden verklaard door verschuivingen in wind en atmosferische patronen.

Wetenschappers gebruiken nu sensoren die over de Atlantische Oceaan zijn geslingerd om het kantelen direct te meten. Dr. Lozier is betrokken bijeen van dezemeet inspanningen. Het doel is om beter te begrijpen wat de veranderingen onder de golven veroorzaakt, en om projecties van toekomstige veranderingen te verbeteren.

Maar de projecten begonnen op zijn vroegst in 2004 met het verzamelen van gegevens, wat niet genoeg tijd is om definitieve langetermijnconclusies te trekken. "Het is buitengewoon moeilijk om naar een kort record van het omslaan van de oceaan te kijken en te zeggen wat het over 30, 40 of 50 jaar gaat doen," zei Dr. Lozier.

Levke Caesar, een postdoctoraal onderzoeker die de kanteling bestudeerde aan de Universiteit van Bremen in Duitsland, uitte zijn bezorgdheid over de oudere temperatuurregistraties die Dr. Ditlevsen en Dr. Ditlevsen gebruikten om hun proxy te berekenen. Deze gegevens, uit de late 19e en vroege 20e eeuw, zijn misschien niet betrouwbaar genoeg om zonder zorgvuldige aanpassingen te worden gebruikt voor fijngetande statistische analyses, zei ze.

Toch stuurde de nieuwe studie een dringende boodschap over de noodzaak om gegevens te blijven verzamelen over de veranderende oceaanstromingen, zei Dr. Caesar. "Er gebeurt iets en het is waarschijnlijk ongewoon", zei ze. "Iets dat niet zou zijn gebeurd als wij mensen er niet waren geweest."

De onzekerheid van wetenschappers over de timing van een AMOC-instorting mag niet worden opgevat als een excuus om de uitstoot van broeikasgassen niet te verminderen om te proberen deze te vermijden, zei Hali Kilbourne, een universitair hoofddocent aan het University of Maryland Centre for Environmental Science.

"Het is heel aannemelijk dat we al van een klif zijn gevallen en het niet weten," zei Dr. Kilbourne. "Ik vrees, eerlijk gezegd, dat tegen de tijd dat dit alles vaste wetenschap is, het veel te laat is om te handelen."