Ученые зафиксировали двухчастную климатическую связь между северной частью Атлантического океана и Антарктидой, быстрый атмосферный канал и гораздо более медленный океанический, которые вызвали быстрые изменения климата во время последнего ледникового периода и могут снова.
В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature, международная группа ученых описывает, как чрезвычайно резкие изменения климата, произошедшие от 60 000 до 12 000 лет назад, были вызваны повторяющимся усилением и ослаблением океанического течения, согревающего Гренландию. и Европу, принося теплую воду из тропиков через Гольфстрим в северную часть Атлантического океана. Это течение известно как атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC).
Новое исследование показывает, как Северная Атлантика передает эти экстремальные явления Антарктиде, находящейся на противоположной стороне мира.
«Северная Атлантика посылает сообщения в Антарктиду в двух разных временных масштабах», - сказал Кристо Бьюзерт, специалист по изменению климата из Орегонского государственного университета и ведущий автор исследования. «Атмосферная связь подобна текстовому сообщению, которое приходит сразу же, а океаническое больше похоже на открытку, которая доставляется не сразу - в данном случае 200 лет, по сравнению с чем почтовая служба выглядит довольно неплохо.
"Когда Северная Атлантика потеплеет из-за усиления AMOC, вся Антарктида в конечном итоге остынет из-за изменений в океане. Это начинается с ветров, но два столетия спустя океан оказывает гораздо большее влияние."
Во время последнего ледникового периода это AMOC течение обычно было очень слабым, погружая регион Северной Атлантики в холодные условия. Но иногда он очень быстро усиливался, вызывая внезапное потепление в Гренландии, говорят исследователи. Всякий раз, когда Гренландия нагревалась, климат Антарктиды на другом конце света менялся дважды.
Глобальные атмосферные условия сразу же изменились, и западные ветры, дующие вокруг Антарктиды, сместились с суши, что вызвало потепление в одних частях Антарктиды и похолодание в других. Вторая половина удара была намного медленнее, охлаждающий эффект океанов южного полушария, который не проявлялся в Антарктиде в течение 200 лет.
Исследование объясняет, почему климат в Гренландии и Антарктиде не совсем выровнялся с течением времени, по словам ученого-атмосферника из штата Орегон Джастина Веттштейна, соавтора исследования.
«Это первый раз, когда вы можете так ясно увидеть гайки и болты того, как климат работает во временных масштабах, намного более длинных, чем наши метеорологические наблюдения», - сказал Веттштейн.«Это позволяет нам увидеть, как Гренландия и Антарктида были связаны - пространственно и во времени - задолго до того, как люди начали носиться с термометрами, чтобы измерять температуру».
Чтобы реконструировать климат, исследователи изучили ледяные керны из пяти разных мест Антарктиды и синхронизировали даты, изучив слои вулканического пепла. Они измеряли изменения температуры, анализируя соотношение изотопов воды. Затем они сопоставили данные с хорошо установленными датами так называемых событий «Дансгаард-Эшгер» в ледяных кернах Гренландии, чтобы точно определить связь между полушариями..
Эти чрезвычайно внезапные события происходили примерно 25 раз во время последнего ледникового периода, от 100 000 до 20 000 лет назад, говорят исследователи.
«Когда Гольфстрим включится в полную силу, Гренландия может нагреться на 10-15 градусов по Цельсию в течение десятилетия», - сказал Бьюзерт. «Изменение резкое и масштабное. По мере того, как океан переносит тепло на север, остальная часть мирового океана начинает остывать. Антарктида в конце концов «замечает», что океаны становятся холоднее, но только по прошествии 200 лет».
Атмосферный сдвиг в прошлом Антарктиды имеет определенную закономерность, где теплее, а где холоднее - своего рода температурный отпечаток, сказал Бьюзерт.
«Что действительно здорово, так это то, что, глядя на современные данные наблюдений, мы можем найти аналог того, что происходило в прошлом», - сказал Бьюзерт. «Как детективы-криминалисты, мы можем сравнить температурные отпечатки в ледяных кернах с отпечатками современных ветров. Вот как мы определили виновника - западные ветры южного полушария».
Данные наблюдений и климатические модели показывают, что сегодняшнее течение AMOC ослабевает из-за глобального изменения климата, поэтому то, что произошло во время последнего ледникового периода, может повториться снова.
Исследователи говорят, что если прошлое является руководством к тому, что может быть в будущем, ослабление AMOC, вероятно, снизит силу азиатских муссонов, и миллиарды людей зависят от этого дождя как источника средств к существованию. Изменение характера ветра в южном полушарии также снизит способность океана поглощать углекислый газ, а это означает, что больше выбросов CO2 останется в атмосфере, усиливая парниковый эффект..
«Мы знаем, что наш мир сейчас в среднем нагревается, но региональные изменения зависят также от того, как реагируют атмосферные и океанические циркуляции, - сказал Веттштейн, - и это то, с чем климатические модели до сих пор расходятся». Это исследование дает нам реальный пример прошлого изменения тиража, который мы можем использовать для тестирования и улучшения наших моделей».
Исследователи предупреждают, что на изменение климата повлияют и другие факторы, помимо AMOC: повышение температуры из-за парниковых газов является основным глобальным фактором, а изменения в озоновом слое влияют на характер ветра и климат в Антарктиде.
Бьюзерт, который несколько раз участвовал в научных экспедициях в Антарктиду и Гренландию, сказал, что исследование «действительно интересно для любителей климата, таких как мы, чтобы выяснить, как связаны части нашего климата».
«Выводы также могут иметь последствия для будущего», - отметил он. «AMOC сейчас ослабевает из-за глобального потепления и талой воды из Гренландии. «СМС» отправляется, и атмосферные условия меняются. «Открытка» уже в пути».
Бьюзерт и Веттштейн учатся в Колледже наук о Земле, океане и атмосфере OSU.