7 Minutės
Daugiau nei šimtmetį mokslininkai stebisi nuolatiniu ir netikėtu vėsesnio vandens telkiniu pietinėje Grenlandijos dalyje, kuris ryškiai kontrastuoja su bendra Atlanto vandenyno šilumos tendencija. Nauji Kalifornijos universiteto Riversaido (UCR) tyrimai sieja šią anomaliją su ilgalaikiu didelio masto jūrų cirkuliacijos sistemos silpnėjimu — reiškiniu, turinčiu plačias pasekmes oro sąlygoms, jūrų ekosistemoms ir klimato prognozėms.
Unraveling the South Greenland cold spot
Įsivaizduokite vandenyną kaip planeta dydžio konvejerio juostą. Atlanto meridinis apvertimo srautas (AMOC) perneša šiltesnį, sūresnį vandenį į šiaurę paviršiuje ir grąžina šaltesnį, tankesnį vandenį į pietus gilumoje. Kai šis „konvejeris“ sulėtėja, į subpoliarinį Šiaurės Atlantą patenka mažiau šilumos ir druskos — todėl paviršius prie pietinės Grenlandijos išlieka vėsesnis ir mažiau sūrus nei aplinkui.
Šis vėsus plotas, kartais vadinamas Pietų Grenlandijos anomalija arba šaltuoju lopu, išsiskiria šimtmečio trukmės pakilimo jūros paviršiaus temperatūros fone. Jis nepaaiškinamas tik lokaliomis oro sąlygomis ar trumpalaike variacija — panašu, kad tai susiję su plataus masto jūrų cirkuliacijos pokyčiais. UCR tyrėjai Wei Liu ir doktorantas Kai‑Yuan Li analizavo daugiau nei šimtmečio temperatūros ir sūrumo duomenis bei palygino savo rekonstrukciją su beveik 100 klimato modelių, kad nustatytų, kas galėtų sukelti tokį ilgalaikį signalą. Tyrimas įtraukia ne tik paviršiaus indikacijas, bet ir platesnį istorinių instrumentinių įrašų kontekstą, kas padeda suprasti, ar anomalija yra atsitiktinis svyravimas ar ilgalaikė tendencija.
Reconstructing a century of ocean change: data and models
Tiesioginiai ir nuolatiniai AMOC stebėjimai egzistuoja tik pastaruosius keletą dešimtmečių, todėl Liu ir Li pasikliovė netiesioginiais, tačiau patikimais rodikliais: ilgaamžiais jūros paviršiaus temperatūros ir sūrumo įrašais. Vandens sūrumas yra ypač naudingas indikatorius, nes AMOC perneša sūrų vandenį į šiaurę; ilgalaikis sūrumo kritimas kartu su atšalimu rodo sumažėjusį šilto, sūraus vandens nutekėjimą į šiaurę. Tokie signalai leidžia daryti išvadas apie masyvų vandens masių judėjimo pokytį, net kai tiesioginės srovės matavimų trūksta.
Jų metodika sujungė instrumentinius įrašus — įskaitant laivų ir bougių surinktus duomenis per XX a. — su griežtais modelių palyginimais. Lyginant rekonstrukcijų rezultatus su beveik 100 klimato modeliavimo simuliacijų, pasimatė aiški schema: tik modeliai, kuriuose reprodukuotas silpnas AMOC, atkūrė stebėtą atvėsimą ir vandens išgėrėjimą (freshening) prie Pietų Grenlandijos. Simuliacijos, kuriose AMOC išliko stiprus, negalėjo atkartoti tikrosios gamtos žymės. Tai suteikia stiprų priežastinį ryšį tarp pastebėtos temperatūros–sūrumo kombinacijos ir ilgalaikio AMOC pokyčio, kas yra svarbu vertinant klimato modelių patikimumą ir regionines klimato projekcijas.
Atlanto jūros paviršiaus temperatūros tendencija tarp 1900–2005 m. (spalvų atspalviai °C), vidurkis iš šešių stebėjimų duomenų komplektų.
Why a weakening AMOC matters for weather, ecosystems, and forecasts
AMOC yra vienas pagrindinių klimato reguliatorių visame Šiaurės Atlante, todėl jo sulėtėjimas turi daugiabriaunių pasekmių. Visų pirma, regioniniai oro modeliai gali pasikeisti: vėsesnis Šiaurės Atlantas gali pakeisti srovės juostos (jet stream) padėtį ir modifikuoti kritulių pasiskirstymą Europoje bei rytinėje Šiaurės Amerikoje. Tai gali reikšti ilgiau trunkančias audras tam tikruose regionuose, sausėjimą kituose, taip pat niuansuotas sezono temperatūros korekcijas. Tokie klimato poslinkiai turi tiesioginį poveikį žemės ūkiui, energetikai ir infrastruktūrai.
Antra, jūrų ekosistemos yra itin jautrios temperatūros ir sūrumo pokyčiams. Rūšių buveinės, maistinių medžiagų pasiskirstymas ir biologinių procesų — pavyzdžiui, fitoplanktono žydėjimo — laikas gali kisti kartu su vandens masių pokyčiais. Tai turi įtakos žuvininkystei, maisto tiekimo grandinėms ir pakrančių bendruomenėms, kurios priklauso nuo prognozuojamų jūrų sąlygų. Trečia, šie rezultatai padeda išspręsti techninį, bet svarbų modelių interpretacijos ginčą: kai kurie naujesni klimato modeliai siūlė, jog aerosolų taršos mažėjimas galėtų sustiprinti AMOC, kas keistų Šiaurės Atlanto trajektoriją. Tačiau tie modeliai nesugebėjo atkartoti stebėto atšalimo pietinėje Grenlandijoje.
Liu ir Li palyginimas rodo, kad daugelis modelių gali būti per daug jautrūs aerosolų pokyčiams, o ilgalaikis AMOC sulėtėjimas geriau paaiškina istorinį duomenų rinkinį — tai padidina pasitikėjimą prognozėmis, kurios turi atsižvelgti į jūrų cirkuliacijos pokyčius. Be to, supratimas apie AMOC dinamiką padeda geriau modeliuoti regioninius klimato padarinius, mažinti prognozių neapibrėžtumą ir orientuoti stebėjimų tinklus ten, kur jie duoda daugiausiai naudos.
What the study reveals about past and future change
Parodžius nuoseklų ryšį tarp šimtmečio skalės temperatūros ir sūrumo pokyčių bei susilpnėjusio AMOC, tyrimas rodo, kad cirkuliacija silpnėja daugiau nei 100 metų. Toks ilgalaikis trendas yra reikšmingas, nes jis rodo sistemos atsaką į tęstinius veiksnius — tarp jų šiltnamio efektą sukeliančių dujų keliamą šilimą ir gėlo vandens pritekėjimą iš tirpstančio ledo — o ne tik trumpalaikę variaciją. Kita vertus, ilgalaikiai stebėjimai leidžia atskirti natūralią variabilumą nuo žmogaus veiklos sukeltų tendencijų, kas yra kritiška vertinant klimato rizikas ir planuojant adaptacijos priemones.
Svarbu ir tai, kad rekonstrukcijų technika, kurią naudojo tyrėjai, parodo, kaip netiesioginės stebėsenos priemonės gali užpildyti spragas ten, kur trūksta tiesioginių matavimų. Kadangi AMOC stiprumo stebėjimai yra prieinami tik keliasdešimt metų, temperatūros ir sūrumo įrašai suteikia galimybę išvesti ilgalaikį elgesį ir patikrinti modelių projekcijas. Tokios ilgos eilutės duomenų analizė taip pat leidžia identifikuoti neprisijungiančius signalo šaltinius ir įvertinti jėgos parametrus, kurie yra svarbūs klimato modeliuotojams bei poveikio vertintojams.
Expert Insight
Dr. Hannah Reyes, klimato okeanografė viename iš pirmaujančių tyrimų institutų, pažymėjo: "Šis tyrimas yra stiprus pavyzdys, kaip istorinių vandenyno įrašų ir daugiamodelių palyginimų sujungimas gali atskleisti sisteminius pokyčius, kurie kitu atveju būtų nematomi. Pietų Grenlandijos šaltasis lopas nėra tik smalsumas — tai didesnės jūrų cirkuliacijos pertvarkos pirštų antspaudas, turintis praktinių pasekmių tiek orui, tiek jūrų gyvybei."
"Naudojant sūrumą ir temperatūrą kartu gauname stiprų dvikampį signalą, kad AMOC sulėtėjimas yra tikras ir tęstinis," ji pridūrė. Ekspertų komentarai pabrėžia, kad kombinaciniai indikatoriai (temperatūra + sūrumas) yra būtini norint atskirti šilumos ir gėlo vandens efekto įtaką — ypač regionuose, kuriuose istoriniai duomenys yra nepilni arba heterogeniški. Taip pat pažymima, kad papildomi duomenų šaltiniai, pavyzdžiui, sedimentų branduolai ar istoriniai laivų žurnalai, gali suteikti vertingų kontekstinių įžvalgų.
Implications for monitoring and future research
AMOC stebėjimas išlieka prioritetine sritimi. Tolesnis plūdurų, inkaruotų stočių (mooring), palydovų ir kitų instrumentų diegimas, kartu su kruopščiu istorinių laivų įrašų archyvavimu ir skaitmeninimu, leis geriau suprasti, kaip cirkuliacija reaguoja į šildymą, ledo tirpimą ir kritulių pasikeitimus. Geresnis stebėjimų aprėptis taip pat padeda modeliuotojams pakoreguoti parametrus, kad modeliai patikimiau atspindėtų regioninius AMOC sukeliamus atsakymus. Tai yra kritiška priemonė siekiant sumažinti neapibrėžtumą klimato prognozėse ir pagerinti pritaikymo strategijas.
Šie tyrimo rezultatai pabrėžia platesnę žinią politikos formuotojams ir planuotojams: jūrų cirkuliacija nėra statiška. Šimtmečio skalės AMOC silpnėjimas keičia regioninius klimato rizikos profilius ir jūrų sąlygas. Geresnis supratimas apie šiuos pokyčius suteikia visuomenei ir sprendimų priėmėjams didesnę galimybę numatyti poveikį žemės ūkiui, infrastruktūrai, žuvininkystei ir vandens ištekliams bei imtis atitinkamų adaptacijos priemonių. Adaptacijos planai turėtų atsižvelgti į didesnę neapibrėžtumą ir galimus staigesnius regioninius svyravimus, o investicijos į stebėjimus ir modeliavimo gerinimą turi būti prioritetu.
Kaip tyrėjai toliau tobulins metodus ir plės stebėjimų tinklus, Pietų Grenlandijos šaltasis lopas išliks sentineliniu ženklu — geografinė užuomina, padedanti mokslininkams „skaityti“ vandenyno ilgalaikius pokyčius ir tikslinti prognozes, ko galima tikėtis ateityje. Ilgalaikės stebėsenos, tarpdisciplininiai tyrimai ir tarptautinė duomenų mainų praktika bus būtini norint veiksmingai įvertinti ir valdyti su AMOC susijusius klimato rizikos scenarijus.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą