Остановка Гольфстрима и других течений может заморозить Европу; Дублин разделит ледяной климат Шпицбергена
Накануне международной встречи по глобальному потеплению, которая откроется 1 декабря в Киото, Япония, один из ведущих мировых экспертов по климату предупредил о недооцененной угрозе, которую представляет накопление преобладающая система циркуляции океана, которая может привести к резкому падению температуры по всей Европе в течение 10 лет.
Если эта система отключится сегодня, зимние температуры в Северной Атлантике упадут на 20 или более градусов по Фаренгейту в течение 10 лет. Дублин приобретет климат Шпицбергена, в 600 милях к северу от Полярного круга.
«Последствия могут быть разрушительными», - сказал Уоллес С. Брокер, профессор Ньюберри в области наук о Земле и окружающей среде в Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета и автор нового исследования, опубликованного в выпуске от 28 ноября. журнала Science.
Комплекс глобально взаимосвязанных океанских течений, известных под общим названием Конвейер, управляет нашим климатом, перенося тепло и влагу по всей планете. Но Конвейер тонко сбалансирован и уязвим, и в истории Земли он много раз отключался или менял направление, сообщает профессор Брокер. Каждый раз, когда Конвейер переключал передачи, он вызывал значительные глобальные температурные изменения в течение десятилетий, а также крупномасштабные сдвиги ветра, резкие колебания уровня атмосферной пыли, наступление или отступление ледников и другие радикальные изменения во многих регионах Земли. сказал.
Конвейер «является ахиллесовой пятой климатической системы», пишет профессор Брокер в журнале Science.«Запись… указывает на то, что это течение не было устойчивым, а перескакивало с одного режима работы на другой. Теперь было показано, что изменения климата, связанные с этими скачками, были большими, внезапными и глобальными».
Продолжающееся накопление удерживающих тепло промышленных газов, покрывающих Землю, угрожает повышением глобальной температуры, сказал он, но такое повышение будет происходить постепенно. Гораздо более тревожным является то, что накопление энергии может привести к перегрузке климатической системы критическим порогом, который нарушит работу Конвейера и вызовет быструю реконфигурацию климата Земли, предсказанную существующими компьютерными моделями.
Профессор Брокер также предложил новую теорию: ученые в целом согласны с тем, что периодические изменения орбиты Земли и количество получаемой ею солнечной радиации стимулировали фундаментальные изменения климата на планете на протяжении миллионов лет. Но глобальные климатические триггеры могли быть вызваны внезапными переключениями в работе Конвейера, сказал он.
Сегодня движущей силой Конвейера являются холодные соленые воды северной части Атлантического океана. Такая вода более плотная, чем теплая пресная вода, и, следовательно, опускается на дно океана, проталкивая воду через мировой океан, как большой поршень. По словам профессора Брокера, объем этого глубоководного подводного течения в 16 раз больше, чем сток всех рек мира вместе взятых, и оно течет на юг вплоть до южной оконечности Африки, где соединяется с водным потоком, огибающим Антарктиду. Здесь Конвейер подзаряжается холодной соленой водой, образовавшейся в результате образования морского льда, который при замерзании оставляет после себя соль. Это возобновившееся опускание толкает воду обратно на север, где она снова постепенно нагревается и поднимается на поверхность в Тихом и Индийском океанах.
В экваториальной части Индийского океана поверхностные воды слишком теплые, чтобы тонуть. Воды северной части Тихого океана холодные, но недостаточно соленые, чтобы погрузиться в глубину. Это в первую очередь потому, что господствующие ветры, которые носятся вокруг планеты, ударяют по великим горам западной части Соединенных Штатов и Канады и сбрасывают с них влагу. В результате снег и дождь стекают в Тихий океан, добавляя дозу пресной воды, которая разбавляет соленость Тихого океана, сказал профессор Брокер, геохимик из Ламонт-Доэрти, Колумбийского научно-исследовательского института наук о Земле в Палисейдс, штат Нью-Йорк.
Поверхностные воды Северной Атлантики содержат только примерно на 7 процентов больше соли, чем их аналоги в северной части Тихого океана, но этого как раз достаточно, чтобы достичь порога, позволяющего им тонуть. Но если бы воды Северной Атлантики нагрелись всего на несколько градусов или если бы они были разбавлены, например, чуть более пресной водой от таяния ледников и морского льда или большим количеством осадков, порог не был бы достигнут, и воды не раковина. Компьютерные модели, имитирующие климатическую систему Земли, показывают, что так называемая термохалинная циркуляция океана (от латинского «тепло» и «соль») чувствительна к таким небольшим изменениям, сказал профессор Брокер. По его словам, весь Конвейер может отключиться или перестроиться по другому сценарию, что окажет серьезное воздействие на глобальный климат.
Сегодня Конвейер совершает полный оборот, в конечном итоге толкая теплые поверхностные воды, включая Гольфстрим, обратно в Северную Атлантику. В зимние месяцы эта теплая вода передает свое тепло холодным вышележащим воздушным массам, которые отрываются от покрытых льдом Канады, Гренландии и Исландии. Закаленные таким образом воздушные массы, движущиеся на восток, делают Северную Европу зимой заметно теплее, чем сопоставимые широты Северной Америки. Без Гольфстрима арктический воздух ничем не умерился бы, и Европа погрузилась бы в мороз.
В последние годы появилось множество свидетельств того, что на Земле часто происходят быстрые крупномасштабные климатические изменения. Ледяные керны Гренландии показали, что во время последнего ледникового периода климат Земли менялся каждые несколько тысяч лет между периодами сильного и умеренного холода, причем переходы происходили во временной шкале от нескольких десятилетий до всего лишь нескольких лет. Каждый период сильного холода сопровождался запуском больших армад айсбергов в Северной Атлантике, наблюдаемым в кернах океанских отложений, и большим притоком пыли в атмосферу Земли, что указывало на явное изменение характера ветра и штормов. Водно-болотные угодья в тропических районах и горные ледники в Чили и Новой Зеландии расширялись и сокращались синхронно с изменениями в Северной Атлантике.
Есть также убедительные доказательства, полученные из ледников в тропических широтах, что содержание водяного пара в атмосфере Земли также может меняться. Водяной пар является наиболее распространенным парниковым газом в атмосфере Земли, и его заметное сокращение значительно понизит температуру воздуха и океана.
«Хотя точные связи, которые способствуют таким изменениям климата, еще предстоит обнаружить, можно сделать вывод, что их корни должны лежать в крупномасштабной термохалинной циркуляции океана», - сказал профессор Брокер. Наиболее красноречивая подсказка заключается в том, что границы, которые отмечают изменения климата в непрерывных записях отложений или ледяных кернов, являются резкими, а не постепенными. Это справедливо даже для записей об изменении климата за миллионы лет, ритмы которых определяются орбитой Земли. Профессор Брокер предполагает, что внезапные переключения термохалинной циркуляции могут выступать в качестве триггера, запускающего ледниковые периоды и другие крупномасштабные климатические циклы. Профессор Брокер отметил, что резкие изменения климата происходили не только во время ледниковых периодов, но и в более теплые эпохи, такие как сегодняшняя. Эмианский период - последний крупный теплый период перед началом последнего ледникового периода около 115 000 лет назад - закончился коротким, но интенсивным холодным периодом. Кратковременное интенсивное похолодание также произошло около 8000 лет назад - примерно через 2500 лет после окончания последнего ледникового периода - когда условия были такими же или теплее, чем сейчас.
"Благодаря записям, хранящимся во льду Гренландии, была выявлена тревожная характеристика климатической системы Земли, то есть ее способность подвергаться резким переключениям в самые разные режимы работы. Я говорю "тревожная", потому что есть безусловно, существует вероятность того, что продолжающееся накопление парниковых газов может вызвать еще одну из этих реорганизаций океана и, следовательно, связанные с этим большие изменения атмосферы», - сказал профессор Брокер. «Если бы это произошло через столетие, в то время, когда мы изо всех сил пытаемся производить достаточно еды, чтобы прокормить прогнозируемое население в 12-18 миллиардов человек, последствия могут быть разрушительными."
Профессор Брокер является одним из ведущих мировых авторитетов в области глобального изменения климата. Он получил почти все крупные геологические награды, в том числе премию Ветлесена, которую многие считают эквивалентом Нобелевской премии в области наук о Земле. В прошлом году он был награжден Национальной медалью науки и премией «Голубая планета» за достижения в области глобальных экологических исследований.
Обсерватория Земли Ламонта-Доэрти является частью Колумбийского института Земли, нового предприятия Колумбийского университета, занимающегося созданием инноваций для мудрого управления нашей планетой.