Holandski naučnici nedavno su objavili rad koji sugeriše da bi pomeranje Golfske struje ka severu moglo da posluži kao rani signal za jedan od najopasnijih klimatskih scenarija – kolaps sistema tzv. atlantske meridionalne prevratne okeanske cirkulacije (AMOC), koji održava klimu Evrope relativno blagom.
Rad naučnika sa Instituta za morska i atmosferska istraživanja na Univerzitetu u Utrehtu objavljen je u časopisu Communications Earth & Environment i zasniva se na do sada najdetaljnijim kompjuterskim simulacijama Atlantskog okeana.
Novo istraživanje pokazuje da bi promene u putanji Golfske struje mogle da posluže kao svojevrsni „rani alarm“ za kolaps AMOC-a. Prema simulacijama holandskog tima, Golfska struja mogla bi naglo da promeni položaj oko 25 godina pre kolapsa cirkulacije.
Kako funkcioniše AMOC?
AMOC je ogroman sistem morskih struja koji deluje poput planetarnog transportnog pojasa. U površinskom sloju okeana prenosi toplu vodu iz tropskih područja ka severnom Atlantiku. Kako se voda hladi, postaje gušća (slana voda je najgušća na −2 do 0 °C, u zavisnosti od saliniteta), tone i vraća se ka jugu u dubokim slojevima.
Taj proces pokreće razlika u temperaturi i slanosti vode, pa se naziva termohalinska cirkulacija. Topla voda koju AMOC donosi ka severu zagreva vazduh iznad Atlantika i ublažava zime u Evropi, zbog čega zapadna Evropa ima blažu klimu nego područja na istoj geografskoj širini u Severnoj Americi.
Upozorenja klimatologa
Naučnici već decenijama upozoravaju da bi globalno zagrevanje moglo da oslabi ovaj sistem. Kako se Arktik zagreva, glečeri i morski led se tope, a velike količine slatke vode ulaze u severni Atlantik. Pošto je slatka voda manje gusta od slane, teže tone i slabi proces koji pokreće dubinsku cirkulaciju.
Neki radovi sugerišu da je AMOC već značajno oslabio u poslednjih stotinak godina, te da je danas verovatno najslabiji u najmanje hiljadu godina.
Kolaps tog sistema imao bi globalne posledice. U mnogim delovima Evrope zime bi postale hladnije, dok bi se u tropskim područjima promenili obrasci padavina. Monsuni u Africi i Aziji mogli bi da se poremete, što bi uticalo na snabdevanje hranom za milijarde ljudi. Istovremeno bi nivo mora uz istočnu obalu Severne Amerike mogao naglo da poraste.
Zbog toga naučnici pokušavaju da pronađu rane znake upozorenja koji bi signalizirali približavanje kritičnoj tački, tzv. tipping point-u – pragu nakon kojeg promene postaju nagle i teško zaustavljive.
Pad od desetak stepeni Celzijusovih
Ivica Vilibić, okeanograf sa Instituta „Ruđer Bošković“, kaže da bi kolaps AMOC-a u severozapadnoj Evropi, naročito u Škotskoj i uz obale Norveške, doneo prosečan pad temperature za nešto manje od deset stepeni.
„Drugim rečima, klima u tim krajevima bila bi slična klimi na sličnim geografskim širinama uz istočnu obalu Severne Amerike, primera radi u području Njufaundlenda. Ta anomalija temperature naglo bi se smanjivala prema srednjoj Evropi, dok bi područje Sredozemlja, a time i Hrvatske, bilo ‘netaknuto’, barem u smislu prosečnih temperatura, dok bi padavina bilo nešto više, budući da bi se promenile putanje ciklona nad Atlantikom. Ovde reč ‘netaknuto’ zapravo znači da bi područje Sredozemlja bilo pod uticajem izraženog globalnog zagrevanja i svega ostalog što ide uz to“, objašnjava Vilibić.
Golfska struja se već pomera
Novo istraživanje fokusira se na Golfsku struju, snažnu površinsku struju koja teče uz istočnu obalu SAD-a pre nego što skrene ka Evropi. Ona je deo AMOC-a, ali i zaseban sistem kojim upravljaju i vetrovi i rotacija Zemlje.
U modelu su istraživači postepeno slabili AMOC i pratili reakciju Golfske struje.
Kako je cirkulacija slabila, struja se postepeno pomerala ka severu i u modelu se tokom dužeg perioda pomerila oko 133 kilometra.
Međutim, zatim je usledio nagli skok – za samo dve godine njena putanja pomerila se dodatnih 219 kilometara ka severu.
Signal 25 godina pre kolapsa
Najzanimljiviji nalaz studije je da se taj nagli pomak dogodio oko 25 godina pre početka kolapsa AMOC-a.
„Otkrili smo da se Golfska struja ponaša poput ranog upozorenja za kolaps cirkulacije“, objasnili su autori studije.
„Nagli pomak njene putanje može signalizirati da se sistem približava kritičnoj tački“, dodaju.
Drugim rečima, promene u jednoj poznatoj okeanskoj struji mogle bi da otkriju šta se dešava u mnogo većem sistemu dubinskih struja.
Satelitske potvrde
Zanimljivo je da neka posmatranja pokazuju da se Golfska struja u poslednjih nekoliko decenija zaista pomerila nešto severnije.
Istraživači su takođe primetili slabljenje dubinske struje Deep Western Boundary Current koja teče ispod Golfske struje i predstavlja važan deo AMOC-a. Takva podudaranja između modela i merenja naučnici nazivaju „otiscima prsta“ klimatskog sistema.
Kolaps možda već do sredine veka?
Važno je naglasiti da to ne znači da je kolaps neizbežan niti da će se dogoditi uskoro. Klimatski modeli pokazuju različite scenarije. Neki sugerišu da bi AMOC mogao da kolabira već sredinom veka ako emisije gasova staklene bašte nastave da rastu, dok drugi predviđaju sporije slabljenje bez potpunog kolapsa.
Vilibić kaže da je nova studija jedna od mnogih modelskih studija koje pokušavaju da povežu „znakove vremena“ sa mogućim budućim scenarijima.
„Da, prateći satelitske podatke znamo da se Golfska struja već pomera prema severu, a prateći duboka merenja znamo da postoji blag trend slabljenja duboke cirkulacije. No taj trend je još uvek bitno manji od međugodišnje varijabilnosti. Stoga se postavlja pitanje da li je uočeni pomak Golfske struje prema severu rezultat slabljenja AMOC-a ili možda nečega drugog što nije dosad pravilno uvaženo u modelima, kao što je vetar, slabljenje Labradorske struje ili nešto treće. Potrebno je još dosta modelovanja i posmatranja da bismo sa dovoljnom verodostojnošću mogli da tvrdimo da je pomak Golfske struje povezan sa kolapsom AMOC-a“, objašnjava okeanograf Ivica Vilibić.
Rene van Vesten, jedan od autora studije, ističe da je Golfska struja u mnogim klimatskim modelima do sada bila previše pojednostavljena.
„U standardnim modelima Golfska struja je često ‘zaglađena’, pa se njena dinamika ne vidi dovoljno jasno“, rekao je za Live Science.
Procesori iz računarskih igara
Vilibić kaže da nova studija predstavlja „mali kamenčić u mozaiku“ našeg razumevanja promena strujanja u severnom Atlantiku.
„Viša rezolucija modela ne znači da su rezultati verodostojniji, to je samo jedan od preduslova. Stvarni problem je ogromna računarska snaga potrebna za simulacije. No neki modeli već se pokreću na grafičkim karticama koje su izvorno razvijene za računarske igre, a GPU i kvantni procesori mogli bi uskoro omogućiti izvođenje stotina i hiljada klimatskih simulacija, čime bi se povećala verodostojnost rezultata“, zaključuje Vilibić.
