You are hereЗатухание термохалинной циркуляции

Затухание термохалинной циркуляции


By admin - Posted on 17 Сентябрь 2010

В связи с появившимися на некоторых желтых сайтах сообщениями об уже состоявшейся или прогнозируемой остановке Гольфстрима, мы решили немножко рассказать о том, каковы на самом деле прогнозы состояния океанической циркуляции в Атлантическом океане.

Для начала пара определений. Глобальная термохалинная циркуляция или глобальный океанический конвеер это крупномасштабная океаническая циркуляция вызванная градиентами плотности. Хорошее описание того что она из себя представляет дано в ]]>статье Алексея Гилярова на Элементах]]> (хотя статья и посвящена критике представлений о глобальном конвеере).  Часть океанического конвеера находящаяся в Атлантическом океане называется меридиональной циркуляцией Атлантического океана (Atlantic Meridional Overturning Circulation), далее мы будем использовать английскую аббревиатуру MOC. Течение Гольфстрим, в свою очередь, является частью этой циркуляции.

1. Факторы влияющие на термохалинную циркуляцию

Антропогенные изменения климата в последние годы сделали актуальным вопрос, остается ли глобальный океанический конвейер стабильным, особенно в Северной Атлантике. Глобальное потепление, вызванное выбросами углекислого и других парниковых газов, увеличивают испарение, которое достигает максимальных объемов  над океаном в субтропиках. Более теплый и насыщенный водяными парами воздух переносит влагу из субтропиков в высокие широты, где она выпадает в виде осадков и напрямую или через сток пресных вод  попадает в Северную Атлантику.  Кроме того за счет повышение температуры атмосферы повышается также и температура поверхностного слоя океана. Таяние ледников также означает приток пресной воды в Северную Атлантику.

Все эти факторы, если им не противодействуют другие, вызывают снижение плотности вод учавствующих в меридиональной циркуляции Атлантического океана (MOC) там где происходит их опускание на глубину, что  может привести  к снижению объемов образования новых глубинных вод и в результате уменьшению транспорта тепла Гольфстримом и Североатлантическим течением.

Интенсивность MOC, конечно, зависит не только от изменений плавучести в результате обменных процессов на поверхности, но и от плотностной структуры Атлантики в целом, а также локального перемешивания океанских вод. Кроме того, случайные естественные колебания могут иметь большее значение.  Как MOC будет реагировать на увеличение объемов пресной воды и повышение температуры можно с одной стороны оценить с помощью моделирования, а с другой стороны на основе геологических данных.


Эти данные в совокупностью с моделями позволили в последнее время получить достаточно полную картину поведения  меридиональной циркуляции  при изменениях климата в прошлом, особенно во время последнего ледникового периода, когда опреснение северной Атлантики в результате таянья ледников вызвало остановку глобального конвеера за которым последовало значительное похолодание в Европе. 

 

Прогнозы развития термохалинной циркуляции в Северной Атлантике в районе 30°N (красная: модель MPI-M Hamburg, синяя: Hadley Centre Großbritannien, зеленая: NASA/GISS USA)

2. Термохалинная циркуляция в 21 веке

Представление о состоянии МОС в ледниковый период предоставляет также ценную информацию о поведении этого решающего для Европы климатического фактора в сегодняшнем теплом климате. Оно показывает, во-первых, что MOC в Северной Атлантеке не постоянна, и , во-вторых, что ее сегодняшнее состояние чувствительно к повыщению объемов пресных вод.

Так как при глобальном потеплении интенсивность круговорота воды, особенно в высоких широтах, усиливается, а таяние льдов (морской лед и ледники Гренландии) ускоряется, поступление пресной воды в Северную Атлантику скорей всего возрастет, снизив тем самым плотность поверхностного слоя в области опускания МОС.

Однако в случае умеренных сценариев будущих выбросов CO2 в атмосферу модели в среднем показывают затухание МОС на 25% . Ни одна модель IPCC не прогнозирует усиление МОС или ее полную остановку в 21 веке.

Таким образом,представляется весьма вероятным, что в  21 веке МОС будет ослабевать, но маловероятно, что произойдут какие-либо резкие изменения. Прогнозироваь изменения после 21 века в настоящий момент невозможно. В некоторых моделя МОС приобретает прежнюю интенсивность в течение нескольких столетий, после того как концентрация углекислого газа стабилизируется.

3. Последствия изменения циркуляции

По перспективным оценкам большинства моделей в результате ослабления MOC потепление в Европе будет не таким сильным как если бы замедления не было. Но в сумме климат Европы все равно потеплеет, поскольку эффект от замедления MOC перекроется прямыми последствиями усиления парникового эффекта (иными словами больше солнечной радиации будет оставаться в системе).  Можно с уверенностью сказать, что развития событий по сценарию фильма "Послезавтра" не будет.  Несмотря на некоторое затухание циркуляции водные массы будут теплее и их приток в Арктику интенсивней.

Другие последствия, связаны с повышением скорости подъема уровня моря и снижением способности поглощения СО2 океаном.
Сейчас ни модели ни наблюдения не указывают на современные изменение МОС из-за изменений климата; сказывается также и недостаток репрезентативных измерений.

 

IPCC (2007): Climate Change 2007, Working Group I: The Science of Climate Change, ]]>Kapitel 8]]>

Rahmstorf, S. (2000): The Thermohaline Circulation: a System with Dangerous Thresholds? An Editorial Comment, Climatic Change 46, 247-256;
Knutti, R. and T.F. Stocker 2000): Influence of the Thermohaline Circulation on Projected Sea Level Rise, Journal of Climate 13, 1997-2001;
Joos, F., G.K. Plattner, T.F. Stocker, O. Marchal and A. Schmittner (1999): Global Warming and Marine Carbon Cycle Feedbacks on Future Atmospheric CO2, Science 284, 264-267
Peterson, B.J., R.M. Holmes, J.W. McClelland, C.J. Vörösmarty, R.B.Lammers, A.I. Shiklomanov, I.A. Shiklomanov and Stefan Rahmstorf(2002): Increasing River Discharge to the Arctic Ocean, Science 298, 2171-2173
Knutti, R. and T.F. Stocker (2002): Limited Predictability of the Future Thermohaline Circulation Close to an Instability Threshold, Journal of Climate 15, 179-186

Источник: ]]>http://www.klimawiki.org]]>