Прекращение термохалинной циркуляции

редактировать
Влияние глобального потепления на большую циркуляцию океана.

Краткое описание пути термохалинной циркуляции. Синие пути представляют собой глубоководные течения, а красные пути представляют поверхностные течения

A остановка или замедление термохалинной циркуляции - это гипотетический эффект глобального потепления на большой океан. тираж.

Исследование 2015 г. показало, что атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC) за 200 лет ослабла на 15-20%.

Содержание
  • 1 Общие положения
    • 1.1 Замедление
    • 1.2 Выключение
  • 2 Влияние на погоду
  • 3 Наблюдения
    • 3.1 2010 и ранее
  • 4 Термохалинная циркуляция и пресная вода
    • 4.1 Субполярный круговорот
  • 5 Модели IPCC
  • 6 дюймов популярная культура
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки
Генерал

Дон Чемберс из Университета Южной Флориды Колледж морских наук упомянул: " Ожидается, что основным эффектом замедления AMOC будет более прохладная зима и лето в Северной Атлантике и небольшое повышение уровня моря на побережье Северной Америки ». Джеймс Хансен и Макико Сато заявили:

Замедление AMOC, которое вызывает охлаждение на ~ 1 ° C и, возможно, влияет на погодные условия, сильно отличается от останова AMOC, который охлаждает Северную Атлантику на несколько градусов по Цельсию; последнее может иметь драматические последствия для штормов и быть необратимыми в масштабе столетия.

Спад меридиональной опрокидывающей циркуляции Атлантики был связан с экстремальным региональным повышением уровня моря.

В обзоре 2017 г. сделан вывод о сильном доказательства прошлых изменений в силе и структуре AMOC во время резких климатических явлений, таких как молодой дриас и многие из событий Генриха.

Замедление

Ломанн и Дима 2010 обнаружил ослабление AMOC с конца 1930-х годов. Ученые-климатологи Майкл Манн из штата Пенсильвания и Стефан Рамсторф из Потсдамского института исследований воздействия на климат предположили, что наблюдаемая картина холода в течение многих лет температурных рекордов является признаком что меридиональная опрокидывающаяся циркуляция Атлантического океана (AMOC), возможно, ослабевает. Они опубликовали свои выводы в 2015 году и пришли к выводу, что циркуляция AMOC продемонстрировала исключительное замедление в прошлом веке, и что таяние Гренландии является возможной причиной, при этом замедление AMOC с 1970-х годов было беспрецедентным за последнее тысячелетие..

Исследование, опубликованное в 2016 году, обнаружило дополнительные доказательства значительного воздействия повышения уровня моря на США. Восточное побережье. Исследование подтверждает более ранние результаты исследований, которые определили этот регион как горячую точку для повышения уровня моря, с возможностью отклонения в 3–4 раза по скорости подъема по сравнению со средним глобальным показателем. Исследователи связывают возможное усиление с механизмом циркуляции океана, называемым глубоководным образованием, который уменьшается из-за замедления AMOC, что приводит к более теплым водным карманам под поверхностью. Кроме того, в исследовании отмечается: «Наши результаты показывают, что более высокие темпы выбросов углерода также способствуют увеличению [повышения уровня моря] в этом регионе по сравнению со средним глобальным уровнем».

Завершение работы

Глобальное потепление может, путем отключения термохалинной циркуляции, запускает охлаждение в Северной Атлантике, Европе и Северной Америке. Это особенно повлияет на такие районы, как Британские острова, Франция и страны Северной Европы, которые нагреваются дрейфом в Северной Атлантике. Основные последствия, помимо похолодания в регионе, могут также включать увеличение числа крупных наводнений и штормов, сокращение запасов планктона, потепление или изменение количества осадков в тропиках или Аляске и Антарктида, более частые и интенсивные Эль-Ниньо явления из-за связанных с этим отключений Куросио, Лиувин и Восточно-Австралийские течения которые связаны с той же термохалинной циркуляцией, что и Гольфстрим, или океаническим аноксическим явлением - кислород (O. 2) ниже уровня поверхности застойных океанов становится полностью истощенным - вероятная причина прошлого события массового вымирания.

Влияние на погоду

Хансен и др., 2015 г. обнаружили, что остановка или существенное замедление работы AMOC, помимо возможного вклада в экстремальные конечные земские события, вызовет более общее усиление суровых погодных условий. Дополнительное охлаждение поверхности в результате таяния льда увеличивает поверхностные и более низкие градиенты температуры тропосферы, а также вызывает Модель имитирует большое увеличение энергии вихрей средних широт по всей тропосфере средних широт. Это, в свою очередь, приводит к увеличению бароклинности за счет более сильных температурных градиентов, что обеспечивает энергию для более суровых погодных явлений.

Многие из самых запоминающихся и разрушительных штормов в восточной части Северной Америки и Западной Европы, широко известные как суперштормы, были зимними циклоническими штормами, хотя иногда случаются поздней осенью или ранней весной, которые порождают почти ураганную силу. ветры и часто обильные снегопады. Продолжающееся потепление океанов низких широт в ближайшие десятилетия приведет к увеличению количества водяного пара для усиления таких штормов. Если это тропическое потепление сочетается с более прохладной северной частью Атлантического океана в результате замедления AMOC и увеличения энергии вихрей в средних широтах, мы можем ожидать более сильные бароклинные штормы.

Hansen et al. результаты, по крайней мере, предполагают, что сильное похолодание в Северной Атлантике из-за останова AMOC действительно вызывает более высокую скорость ветра. Прирост средней сезонной скорости ветра в северо-восточных ветрах относительно доиндустриальных условий достигает 10–20%. Такое процентное увеличение скорости ветра во время шторма приводит к увеличению рассеиваемой мощности шторма в ∼1,4–2 раза, поскольку рассеивание энергии ветра пропорционально кубу скорости ветра. Однако смоделированные изменения относятся к среднесезонным ветрам, усредненным по крупным сеткам, а не к отдельным штормам.

Наблюдения

2010 г. и ранее

В апреле 2004 г. гипотеза об отключении Гольфстрима получила поддержку, когда ретроспективный анализ спутниковых данных США, казалось, показал замедление Североатлантического круговорота, северного водоворота Гольфстрима.

В мае 2005 года Питер Уодхамс сообщил в The Times (Лондон) о результатах исследований на подводной лодке под ледниковым покровом Арктики, измеряя гигантские трубы холодной плотной воды., в котором холодная плотная вода обычно опускается на морское дно и заменяется теплой водой, образуя один из двигателей Североатлантического дрейфа. Он и его команда обнаружили, что дымоходы практически исчезли. Обычно существует от семи до двенадцати гигантских колонн, но Вадхамс обнаружил только две гигантские колонны, обе чрезвычайно слабые.

В 2005 году с последнего наблюдалось 30% -ное сокращение теплых течений, несущих воду к северу от Гольфстрима. такое измерение в 1992 году. Авторы отметили неточности в измерениях. После обсуждений в СМИ Детлеф Квадфазель отметил, что неопределенность оценок Bryden et al. является высоким, но говорит, что другие факторы и наблюдения подтверждают их результаты, а выводы, основанные на данных палеоклимата, показывают падение температуры воздуха до 10 ° C в течение десятилетий, связанное с резкими переключениями циркуляции океана при достижении определенного порогового значения. достигнуто. Он пришел к выводу, что дальнейшие наблюдения и моделирование имеют решающее значение для обеспечения раннего предупреждения о возможном разрушительном нарушении кровообращения. В ответ Квирин Ширмайер пришел к выводу, что причиной наблюдений были естественные вариации, но подчеркнул возможные последствия.

В 2008 г. Vage et al. сообщил «о возвращении глубокой конвекции к субполярному круговороту в морях Лабрадор и Ирмингер зимой 2007–2008 годов», используя «профилирующие данные поплавков из программы Argo для документирования глубокого перемешивания», и » разнообразные данные на месте, со спутников и данные повторного анализа "для определения контекста явления. Возможно, это во многом связано с наблюдениями за изменениями в поведении дымовых труб с холодной водой.

В январе 2010 года Гольфстрим ненадолго соединился с Западно-Гренландским течением после колебаний в течение нескольких недель. из-за крайне отрицательной фазы арктического колебания, временно отклоняющего его к западу от Гренландии.

Термохалинная циркуляция и пресная вода
Красный конец спектра указывает на замедление в этом представлении тенденция скоростей, полученная по данным высотомера NASA Pathfinder с мая 1992 г. по июнь 2002 г. Источник: NASA.

Тепло переносится от экватора к полюсу в основном за счет атмосферы, но также океанскими течениями, с теплой водой у поверхности и холодной водой на более глубоких уровнях. Самый известный сегмент этой циркуляции - Гольфстрим, приводимый в движение ветром круговорот, переносящий теплую воду из Карибского моря на север. Северная ветвь Гольфстрима, Североатлантический дрейф, является частью термохалинной циркуляции (THC), переносящей тепло дальше на север, в Северную Атлантику, где его влияние на потепление атмосферы способствует потеплению Европы.

испарение океанской воды в Северной Атлантике увеличивает соленость воды, а также охлаждает ее, оба действия увеличивают плотность воды на поверхности. Образование морского льда дополнительно увеличивает соленость и плотность, поскольку при образовании морского льда соль выбрасывается в океан. Затем эта плотная вода опускается, и циркуляционный поток продолжает двигаться в южном направлении. Однако атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC) определяется разницей температуры и солености океана. Но пресная вода снижает соленость океанской воды и, таким образом, предотвращает опускание более холодной воды. Этот механизм, возможно, вызвал аномалию холодной температуры поверхности океана, наблюдаемую в настоящее время вблизи Гренландии (Холодное пятно (Северная Атлантика) ).

Глобальное потепление может привести к увеличению пресной воды в северных океанах за счет таяния ледников в Гренландии, а также за счет увеличения осадков, особенно через сибирские реки.

Отключение AMOC может спровоцировать внезапный массивный температурные сдвиги, которые произошли во время последнего ледникового периода : серия событий Дансгаарда-Ошгера - быстрые колебания климата - может быть объяснена воздействием пресной воды на высоких широтах, прерывающим работу модели THC. в котором THC вынужден отключаться, действительно показывает охлаждение - локально до 8 ° C (14 ° F).

Исследования Флоридского течения показывают, что Гольфстрим ослабевает с охлаждением, являясь самым слабым (на ~ 10%) во время Малого ледникового периода.

Субполярного круговорота

Недавние исследования (2017) предполагают потенциальный конвекционный коллапс se (перенос тепла) субполярного круговорота в Северной Атлантике, что приводит к быстрому похолоданию с последствиями для секторов экономики, сельского хозяйства, водных ресурсов и управления энергией в Западной Европе и на восточном побережье США.. Frajka-Williams et al. В 2017 году было отмечено, что недавние изменения в охлаждении субполярного круговорота, теплые температуры в субтропиках и аномалии похолодания над тропиками увеличили пространственное распределение меридионального градиента температуры поверхности моря, что не отражается в Индексе AMO.

Модели МГЭИК

Основанные на объединенных моделях общей циркуляции атмосферы и океана 2001 г., ТГК имеет тенденцию несколько ослабляться, а не прекращаться, а эффекты потепления перевешивают похолодание даже в Европе. В Пятом оценочном отчете МГЭИК сообщалось, что очень маловероятно, что AMOC претерпит быстрый переход (высокая степень достоверности).

В массовой культуре

Фильм День After Tomorrow преувеличивает сценарий, связанный с отключением AMOC.

Научно-фантастический роман Кима Стэнли Робинсона На пятьдесят градусов ниже, том из его серии, изображает отключение термохалинной циркуляции и усилия человечества противодействовать этому, добавляя большое количество соли в океан..

В романах Яна Дугласа «Звездный корпус» отключение AMOC вызвало ранний ледниковый максимум, который к середине 22 века покрыл большую часть Канады и северной Европы ледяным покровом.

См. Также
  • icon Портал изменения климата
  • Портал наук о Земле
  • icon Портал океанов
Справочная информация
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-06-08 07:21:21
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте