Odstavení termohalinní cirkulace - Shutdown of thermohaline circulation
![]() | Tento článek je hlavní část není adekvátně shrnout klíčové body jeho obsahu. Zvažte prosím rozšíření potenciálního zákazníka na poskytnout přístupný přehled všech důležitých aspektů článku. (Listopad 2020) |

A vypnout nebo zpomalení termohalinní cirkulace je předpokládaná vliv globálního oteplování na hlavní cirkulaci oceánu.
Studie z roku 2015 naznačuje, že Atlantický poledník převrácení oběhu (AMOC) za 200 let oslabil o 15-20%.[1]
Všeobecné
Don Chambers z University of South Florida Vysoká škola námořní vědy zmínila: „Předpokládá se, že hlavním účinkem zpomalujícího se AMOC budou chladnější zimy a léta kolem severního Atlantiku a malé regionální zvýšení hladiny moře na severoamerickém pobřeží.“[2] James Hansen a Makiko Sato uvedli:
Zpomalení AMOC, které způsobuje ochlazování ~ 1 ° C a možná ovlivňuje povětrnostní vzorce, se velmi liší od vypnutí AMOC, které ochlazuje severní Atlantik o několik stupňů Celsia; druhý by měl dramatický dopad na bouře a byl by nevratný v měřítku století.[3]
Pokles atlantického poledního převrácení oběhu byl spojen s extrémním regionem vzestup hladiny moře.[4]
Přezkum z roku 2017 dospěl k závěru, že existují silné důkazy o minulých změnách v síle a struktuře AMOC během náhlých klimatických událostí, jako je Mladší Dryas a mnoho z Heinrich události.[5]
Zpomal
Lohmann a Dima 2010 zjistili oslabení AMOC od konce 30. let.[6] Vědci v oblasti klimatu Michael Mann státu Penn a Stefan Rahmstorf z Postupimský institut pro výzkum dopadů na klima naznačil, že pozorovaný studený vzorec během let teplotních záznamů je známkou Atlantského oceánu Meridional převrácení oběhu (AMOC) může slabnout. Publikovali svá zjištění v roce 2015 a dospěli k závěru, že oběh AMOC vykazoval v minulém století výjimečné zpomalení, a to Grónsko tavenina je možným přispěvatelem, přičemž zpomalení AMOC od sedmdesátých let minulého století nemá během posledního tisíciletí obdoby.[7]
Studie publikovaná v roce 2016 našla další důkazy o značném dopadu vzestup hladiny moře pro Východní pobřeží USA. Studie potvrzuje dřívější výsledky výzkumu, které identifikovaly region jako hotspot pro stoupající moře s potenciálem odklonit se 3–4krát rychleji než ve srovnání s globálním průměrem. Vědci připisují možné zvýšení mechanismu cirkulace oceánů nazývaného tvorba hluboké vody, který je snížen kvůli zpomalení AMOC, což vede k teplejším vodním kapesám pod povrchem. Studie dále poznamenala: „Naše výsledky naznačují, že vyšší emise uhlíku také přispívají ke zvýšení [zvýšení hladiny moře] v této oblasti ve srovnání s globálním průměrem.“[8]
Vypnout
Globální oteplování by mohlo být způsobeno vypnutím termohalinní cirkulace, spustit chlazení na severu Atlantik, Evropa a Severní Amerika.[9][10] To by se dotklo zejména oblastí, jako je britské ostrovy, Francie a Severské země, které jsou ohřívány Severoatlantický drift.[11][12] Mezi hlavní důsledky, kromě regionálního ochlazení, může patřit také nárůst velkých povodní a bouří, kolaps plankton zásoby, oteplování nebo změny srážek v tropech nebo Aljaška a Antarktida, častější a intenzivnější El Niño události v důsledku přidružených odstávek Kuroshio, Leeuwin, a Východoaustralské proudy které jsou připojeny ke stejné cirkulaci termohalinů jako Golfský proud, nebo oceánská anoxická událost — kyslík (Ó
2) pod povrchovými hladinami stojatých oceánů se zcela vyčerpá - pravděpodobná příčina minulosti události hromadného vyhynutí.[13]
Účinky na počasí
Hansen a kol. 2015 zjistil, že odstavení nebo podstatné zpomalení AMOC, kromě toho, že možná přispívá k extrémnímEemian události způsobí obecnější nárůst nepříznivého počasí. Dodatečné povrchové chlazení z ledové taveniny zvyšuje povrchové a nižší troposférické teplotní přechody a způsobuje v modelových simulacích velký nárůst střední šířky vír energie v troposféře střední výšky. To zase vede ke zvýšení o baroklinicita produkované silnějšími teplotními gradienty, které dodávají energii pro náročnější povětrnostní jevy.
Mnoho z nejpamátnějších a ničivých bouří ve východní Severní Americe a západní Evropě, populárně známých jako bouřky, byly zimní cyklonové bouře, které se někdy vyskytují na konci podzimu nebo na začátku jara a které vytvářejí téměř hurikánové větry a často velké sněžení. Pokračující oteplování oceánů s nízkou šířkou v nadcházejících desetiletích poskytne více vodní páry k posílení těchto bouří. Pokud se toto tropické oteplování zkombinuje s chladnějším severoatlantickým oceánem způsobeným zpomalením AMOC a zvýšením vířivé energie střední výšky, můžeme očekávat závažnější baroklinické bouře.
Hansen a kol. výsledky přinejmenším naznačují, že silné chlazení v severním Atlantiku z vypnutí AMOC vytváří vyšší rychlost větru. Přírůstek průměrné sezónní rychlosti větru severovýchodů ve srovnání s předindustriálními podmínkami je až 10–20%. Takové procentuální zvýšení rychlosti větru v bouři se promítne do zvýšení ztrátového výkonu bouře o faktor ∼ 1,4–2, protože ztrátový výkon větru je úměrný krychli rychlosti větru. Simulované změny se však vztahují k průměrným sezónním větrům zprůměrovaným přes velké mřížové boxy, nikoli k jednotlivým bouřím.[14]
Postřehy
2010 a starší
V dubnu 2004 se hypotéza že Golfský proud se vypíná, dostal podporu, když se zdálo, že retrospektivní analýza amerických satelitních dat ukazuje zpomalení North Atlantic Gyre, severní víření Golfského proudu.[15]
V květnu 2005 Peter Wadhams nahlášeno v Časy (Londýn) o výsledcích vyšetřování ponorky pod arktickým ledovým příkrovem, která měří obrovské komíny studené husté vody, ve kterých studená hustá voda normálně klesá k mořské dno a je nahrazen teplou vodou, tvořící jeden z motorů Severoatlantického driftu. On a jeho tým zjistili, že komíny prakticky zmizely. Normálně je to sedm až dvanáct obřích sloupů, ale Wadhams našel pouze dva obrovské sloupy, oba extrémně slabé.[16][17]
V roce 2005 bylo od posledního takového měření v roce 1992 pozorováno 30% snížení teplých proudů, které vedou vodu na sever od Golfského proudu. Autoři zaznamenali nejistoty měření.[18] Po mediálních diskusích Detlef Quadfasel poukázal na nejistotu odhadů Brydena et al. je vysoká, ale říká, že další faktory a pozorování podporují jejich výsledky a implikace na základě paleoklimatu záznamy ukazují poklesy teploty vzduchu až na 10 ° C během desítek let, spojené s náhlými změnami cirkulace oceánu, když je dosaženo určité prahové hodnoty. Došel k závěru, že další pozorování a modelování jsou zásadní pro včasné varování před možným ničivým rozpadem oběhu.[19] V reakci Quirin Schiermeier dospěl k závěru, že viníkem pozorování byla přirozená variace, ale zdůraznil možné důsledky.[13][20]
V roce 2008 Vage a kol. ohlásil „návrat hluboké konvekce do subpolárního gyre v Labradorském a Irmingerově moři v zimě 2007–2008,„ zaměstnával “profilování dat float z Program Argo dokumentovat hluboké míchání „a„ řadu dat in situ, satelitů a opětovné analýzy “, aby se vytvořil kontext tohoto jevu. To může mít hodně společného s pozorováním variací chování komína ve studené vodě.[21]
V lednu 2010 se Golfský proud krátce spojil s Proud západního Grónska po několika týdnech kolísání kvůli extrémně negativní fázi Arktická oscilace, dočasně jej odkloní západně od Grónska.[22][23]
Cirkulace termohalin a sladká voda

Teplo se přenáší z rovníku směrem k pólu většinou atmosféra ale také oceánské proudy, s teplou vodou blízko povrchu a studenou vodou na hlubších úrovních. Nejznámějším segmentem tohoto oběhu je Golfský proud, poháněný větrem kroužení, který přepravuje teplou vodu z karibský k severu. Severní část Golfského proudu, severoatlantický drift, je součástí termohalinní cirkulace (THC), přepravující teplo dále na sever do severního Atlantiku, kde jeho účinek na ohřívání atmosféry přispívá k oteplování Evropy.
The vypařování vody oceánu v severním Atlantiku zvyšuje slanost vody a její chlazení, obě akce zvyšují hustotu vody na povrchu. Vznik mořský led dále zvyšuje slanost a hustotu, protože sůl je vymrštěna do oceánu, když se tvoří mořský led.[24] Tato hustá voda se potom potápí a oběhový proud pokračuje jižním směrem. Nicméně Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) je poháněn rozdíly v teplotách oceánů a slanosti. Sladká voda ale snižuje slanost vody v oceánu a tímto procesem brání potopení chladnějších vod. Tento mechanismus pravděpodobně způsobil anomálii povrchové teploty studeného oceánu, která je v současné době pozorována poblíž Grónska (Cold blob (severní Atlantik) ).[25]
Globální oteplování by mohlo vést k nárůstu sladkovodní v severních oceánech tavením ledovce v Grónsko a zvyšováním srážky, zejména přes sibiřské řeky.[26][27]
Vypnutí AMOC může být schopno spustit typ náhlých masivních teplotních posunů, ke kterým došlo během poslední ledové období: série Události Dansgaard-Oeschger - rychlé výkyvy podnebí - lze připsat působení sladké vody, která při vysokých zeměpisných šířkách přerušuje THC. Běhy modelu z roku 2002, ve kterých je THC nucen vypnout, ukazují chlazení - lokálně až na 8 ° C (14 ° F).[28]
Studie Florida aktuální naznačují, že Golfský proud s ochlazením oslabuje a je nejslabší (o ~ 10%) během Malá doba ledová.[29]
Subpolar gyre
Nedávné studie (2017) naznačují potenciální konvekční kolaps (transport tepla) subpolar gyre v severním Atlantiku, což má za následek rychlé ochlazení s dopady na ekonomická odvětví, zemědělství, vodní zdroje a energetiku v západní Evropě a na východním pobřeží Spojených států.[30] Frajka-Williams a kol. 2017 poukázal na to, že nedávné změny v chlazení subpolárního gyre, teplých teplotách v subtropech a chladných anomáliích v tropech, zvýšily prostorové rozložení meridionálního gradientu v teplotách povrchu moře, který není zachycen Index AMO.[31]
Modely IPCC
Na základě vázané Modely obecné cirkulace atmosféra-oceán od roku 2001 má THC tendenci spíše slabnout, než zastavit, a oteplovací účinky převažují nad ochlazením, a to i v celé Evropě.[32] V páté hodnotící zprávě IPCC bylo oznámeno, že ano velmi nepravděpodobně že AMOC projde rychlým přechodem (vysoká důvěra).[33]
V populární kultuře
Film Pozítří zveličuje scénář související s vypnutím AMOC.
Sci-fi román Kim Stanley Robinson Padesát stupňů níže, svazek v jeho Věda v hlavním městě Série popisuje zastavení cirkulace termohalinem a úsilí lidstva čelit tomu přidáním velkého množství soli do oceánu.
V románech Hvězdného pěchoty Iana Douglasa vyvolalo vypnutí AMOC časné ledové maximum, které do poloviny 22. století pokrylo většinu ledovců v Kanadě a severní Evropě.
Viz také
- 8,2 kiloletá událost
- Smyčkový proud Mexického zálivu
- Oceánská anoxická událost
- Klimatická bezpečnost
- Pacifická dekadická oscilace
- Paleosalinity, změny, o nichž se předpokládá, že zpomalují THC
- Proud západního Grónska
Reference
- ^ Rahmstorf, Stefan; Box, Jason E .; Feulner, Georg; Mann, Michael E .; Robinson, Alexander; Rutherford, Scott; Schaffernicht, Erik J. (2015). „Výjimečné zpomalení dvacátého století v Atlantském oceánu, které převrátilo oběh“ (PDF). Přírodní změna podnebí. 5 (5): 475–480. Bibcode:2015NatCC ... 5..475R. doi:10.1038 / nclimate2554. ISSN 1758-678X.
PDF v úložišti dokumentů UNEP
- ^ University of South Florida (22. ledna 2016). „Tání grónského ledového příkrovu může ovlivnit globální cirkulaci oceánů, budoucí klima“. Phys.org.
- ^ Hansen, James; Sato, Makiko (2015). „Předpovědi implicitní v dokumentu„ Ice Melt “a globální důsledky“.[mrtvý odkaz ]
- ^ Yin, Jianjun & Griffies, Stephen (25. března 2015). „Událost extrémního vzestupu hladiny moře spojená s poklesem AMOC“. CLIVAR.[mrtvý odkaz ]
- ^ Jean Lynch-Stieglitz (2017). „The Atlantic Meridional Overturning Circulation and Abrupt Climate Change“. Výroční zpráva o námořní vědě. Bibcode:2017 ARMS .... 9 ... 83L. doi:10.1146 / annurev-marine-010816-060415.
- ^ Mihai Dima; Gerrit Lohmann (2010). „Důkazy o dvou odlišných režimech rozsáhlých změn v oběhu oceánu za poslední století“ (PDF). Journal of Climate. 23 (1): 5–16. Bibcode:2010JCli ... 23 .... 5D. doi:10.1175 / 2009JCLI2867.1.
- ^ Stefan Rahmstorf; Jason E. Box; Georg Feulner; Michael E. Mann; Alexander Robinson; Scott Rutherford; Erik J. Schaffernicht (2015). „Výjimečné zpomalení dvacátého století v Atlantském oceánu, které převrátilo oběh“ (PDF). Příroda. 5 (5): 475–480. Bibcode:2015NatCC ... 5..475R. doi:10.1038 / nclimate2554.
- ^ Mooney, Chris (1. února 2016). „Proč by americké východní pobřeží mohlo být hlavním„ hotspotem “stoupajících moří?“. The Washington Post.
- ^ University of Illinois v Urbana-Champaign (20. prosince 2004). „Vypnutí oběhu by mohlo být katastrofální, říkají vědci“. ScienceDaily.
- ^ „Možné ekonomické dopady odstávky oběhu termohalin: aplikace FONDU“. CiteSeerX 10.1.1.175.5994. Citovat deník vyžaduje
| deník =
(Pomoc) - ^ "Fakta o počasí: Severoatlantický drift (Golfský proud) - Počasí Velká Británie - weatheronline.co.uk".
- ^ „Severoatlantický driftový proud“.
- ^ A b Schiermeier, Quirin (2007). „Oceánská cirkulace hlučná, nehybná“. Příroda. 448 (7156): 844–5. Bibcode:2007 Natur.448..844S. doi:10.1038 / 448844b. PMID 17713489.
- ^ J. Hansen, M. Sato, P. Hearty, R. Ruedy, M. Kelley, V. Masson-Delmotte, G. Russell, G. Tselioudis, J. Cao, E. Rignot, I. Velicogna, E. Kandiano, K. von Schuckmann, P. Kharecha, AN Legrande, M. Bauer a K.-W. Lo (2015). „Tání ledu, vzestup hladiny moře a bouřky: důkazy z údajů o paleoklimatu, modelování klimatu a moderních pozorování, že globální oteplování o 2 ° C je vysoce nebezpečné“. Diskuse o chemii a fyzice atmosféry. 15 (14): 20059–20179. Bibcode:2015ACPD ... 1520059H. doi:10.5194 / acpd-15-20059-2015.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Satelity zaznamenávají oslabení severoatlantického proudu. NASA, 15. dubna 2004.
- ^ Leake, Jonathan (8. května 2005). „Británie čelí velkému chladu, protože oceánský proud zpomaluje“. Sunday Times.
- ^ Zpomalení Golfského proudu? RealClimate.org, 26. května 2005.
- ^ F. Pearce. Selhání oceánského proudu vyvolává obavy z mini doby ledové. NewScientist, 30. listopadu 2005
- ^ Quadfasel D (prosinec 2005). „Oceánografie: Atlantský dopravník tepla zpomaluje“. Příroda. 438 (7068): 565–6. Bibcode:2005 Natur.438..565Q. doi:10.1038 / 438565a. PMID 16319866.
- ^ Schiermeier, Quirin (2007). „Změna klimatu: změna moře“. Příroda. 439 (7074): 256–60. Bibcode:2006 Natur.439..256S. doi:10.1038 / 439256a. PMID 16421539. (požadováno předplatné); viz také "Atlantický souhrn změn shrnutí". RealClimate.org. 19. ledna 2006.
- ^ Våge, Kjetil; Pickart, Robert S .; Thierry, Virginie; Reverdin, Gilles; Lee, Craig M .; Petrie, Brian; Agnew, Tom A .; Wong, Amy; Ribergaard, Mads H. (2009). „Překvapivý návrat hluboké konvekce do subpolárního severního Atlantického oceánu v zimě 2007–2008“. Nature Geoscience. 2 (1): 67–72. Bibcode:2009NatGe ... 2 ... 67V. doi:10.1038 / ngeo382.
- ^ Birchard, George (6. ledna 2010). „Freak Current přivádí Golfský proud do Grónska“. Denně Kos. Citováno 11. ledna 2010.
- ^ Birchard, George (30. prosince 2009). „Teplá voda z Atlantiku rychle nahrazuje ledový led v Arktidě“. Denně Kos. Citováno 11. ledna 2010.
- ^ „Slanost a solanka“. NSIDC.
- ^ Mooney, Chris (30. září 2015). „Všechno, co potřebujete vědět o překvapivě studené kapce v severoatlantickém oceánu“. The Washington Post.
- ^ Gierz, Paul (31. srpna 2015). „Reakce Atlantiku Převrácení na budoucí oteplování ve spojeném modelu atmosféra-oceán-ledový štít“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. 42 (16): 6811–6818. Bibcode:2015GeoRL..42,6811G. doi:10.1002 / 2015GL065276.
- ^ Turrell, B. Velký chlad Přepis diskuse na BBC 2, 13. listopadu 2003
- ^ Vellinga, M .; Wood, R.A. (2002). „Globální klimatické dopady kolapsu atlantického oběhu termohalinů“ (PDF). Klimatické změny. 54 (3): 251–267. doi:10.1023 / A: 1016168827653. Archivovány od originál (PDF) dne 6. září 2006.
- ^ Lund DC, Lynch-Stieglitz J, Curry WB; Lynch-Stieglitz; Curry (listopad 2006). „Struktura a transport hustoty proudu Golfského proudu během minulého tisíciletí“ (PDF). Příroda. 444 (7119): 601–4. Bibcode:2006 Natur.444..601L. doi:10.1038 / nature05277. PMID 17136090.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Sgubin; et al. (2017). „Náhlé chlazení nad severním Atlantikem v moderních klimatických modelech“. Příroda komunikace. 8. Bibcode:2017NatCo ... 8 ..... S. doi:10.1038 / ncomms14375. PMC 5330854. PMID 28198383.
- ^ Eleanor Frajka-Williams; Claudie Beaulieu; Aurelie Duchez (2017). „Vznikající negativní atlantický multidekadální index oscilace navzdory teplým subtropům“. Vědecké zprávy. 7 (1): 11224. Bibcode:2017NatSR ... 711224F. doi:10.1038 / s41598-017-11046-x. PMC 5593924. PMID 28894211.
- ^ IPCC TAR WG1 (2001). "9.3.4.3 Změny cirkulace termohalinem". V Houghton, J.T .; Ding, Y .; Griggs, D.J .; Noguer, M .; van der Linden, P.J .; Dai, X .; Maskell, K .; Johnson, C.A. (eds.). Climate Change 2001: The Scientific Basis. Příspěvek pracovní skupiny I k Třetí hodnotící zpráva mezivládního panelu pro změnu klimatu. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-80767-8. (str. 0-521-01495-6)
- ^ „IPCC AR5 WG1“ (PDF). IPCC. IPCC. p. Tabulka 12.4. Archivovány od originál (PDF) dne 24. srpna 2015.
externí odkazy
- Projekt THOR Projekt univerzity v Hamburku ke studiu oběhu termohalinů
- „Náhlý scénář změny klimatu a jeho důsledky pro národní bezpečnost Spojených států“ (Studie z roku 2003)
- Co kdyby se dopravník vypnul? Úvahy o možném výsledku velkého globálního experimentu (Studie z roku 1999)
- Ošklivé překvapení ve skleníku (Video o odstavení termohalinní cirkulace, 2015)
- Proč existuje termohalinní cirkulace v Atlantiku, ale ne v Pacifiku? (Technická zpráva z roku 2005)