Sistemul de curent al oceanului Atlantic se prăbușește de două ori mai repede decât era prevăzut
Circulația oceanică care încălzește Europa de Vest, reglează ploile africane și stabilizează nivelul mării în largul coastei de est a SUA se prăbușește cu o viteză de două ori mai mare decât cea prevăzută de modelele climatice. Noile măsurători publicate în revista Science Advances arată că până în 2100, circulația de răsturnare a Atlanticului meridional va încetini cu 51%. Evaluările climatice internaționale au folosit până acum cifra de 32 la sută. Eroarea de calcul a scăzut de la plus sau minus 37 de puncte procentuale la plus sau minus 8.
Ce este circulația înclinată
Circulația de răsturnare meridiană a Atlanticului este un sistem uriaș de curenți oceanici interconectați care curg prin întregul Atlantic. Apa caldă sărată se deplasează spre nord la suprafață, transportând căldură de la tropice către Europa și Atlanticul de Nord. Când această apă ajunge în mările reci de pe coastele Islandei, Groenlandei și Norvegiei, își eliberează căldura în atmosferă, se răcește rapid, devine mai densă decât apa oceanului din jur și se scufundă în fund. Această apă rece și densă se deplasează apoi spre sud de-a lungul fundului oceanului, completând o buclă care a funcționat continuu de mii de ani. Căldura degajată în timpul călătoriei spre nord este ceea ce face Irlanda, Marea Britanie, Scandinavia și Europa de coastă cu câteva grade mai calde decât permit latitudinile lor. De asemenea, controlează precipitațiile care hrănesc sute de milioane de oameni din Africa subsahariană.
De ce vechile calcule erau inexacte?
Prognozele anterioare au fixat slăbirea la 32 la sută, dar această cifră a avut o problemă. Modelele climatice nu sunt de acord mai mult asupra circulației de răsturnare decât asupra oricărui alt parametru. Pentru majoritatea problemelor climatice, principala sursă de incertitudine este calea emisiilor pe care o va urma lumea. Pentru o circulație de răsturnare, căile de emisie sunt aproape irelevante. Până în 2100, dezacordurile între modelele climatice individuale reprezintă 78% din toată incertitudinea în răsturnarea prognozelor de circulație. Scenariile de emisii contribuie cu doar 14%, variabilitatea naturală a oceanelor contribuind cu restul de 8%. Media asupra modelelor care diferă atât de larg produce o estimare centrală cu o eroare prea mare pentru planificare. O gamă de plus sau minus 37 de puncte procentuale în jurul cifrei centrale de 32 la sută este în concordanță cu rezultate care variază de la o încetinire modestă până la un colaps aproape total.
Noua metoda de calcul
Noua abordare rezolvă această problemă prin legarea prognozelor de ceea ce măsoară de fapt oceanul, mai degrabă decât de ceea ce prezic modelele. În loc să facă o medie egală a tuturor modelelor, metoda testează fiecare model în comparație cu 19 măsurători oceanice reale care acoperă temperatura și salinitatea suprafeței mării în nouă regiuni din Oceanele Atlantic, Indian și Pacific ecuatorial. Modelele care reproduc cu acuratețe aceste 19 valori observate primesc mai multă pondere în prognoza finală. Modelele care nu se reproduc sunt mai mici. Rezultatul este o estimare centrală de atenuare ajustată de 51 la sută, cu un interval de incertitudine de doar plus sau minus 8 puncte procentuale. Fiecare valoare din acest interval indică o slăbire suficient de gravă pentru a depăși pragul pe care Grupul Interguvernamental pentru Schimbări Climatice îl clasifică oficial drept colaps substanțial.
Două greșeli cheie
Două erori specifice în modelele climatice standard explică cea mai mare parte a decalajului dintre cifra veche și cea ajustată. Prima se referă la sare. Atlanticul de Sud în modelele standard este în mod constant mai puțin sărat decât oceanul real, ceea ce înseamnă că modelele îi atribuie concentrații de sare mai mici decât indică măsurătorile. Sarea este ceea ce face apa de suprafață suficient de densă încât să se scufunde când ajunge în Atlanticul de Nord rece, controlând răsturnarea. Când modelele subestimează salinitatea Atlanticului de Sud, ele subestimează cantitatea de sare pe care curentul o transportă spre nord. O circulație cu advecție de sare mai slabă rezistă încetinirii mai mult decât oceanul real. În model pare stabil când oceanul real nu este. Numai erorile legate de salinitatea Atlanticului de Sud au reprezentat 47% din decalajul dintre vechea prognoză și cifra ajustată.
A doua greșeală este temperatura. Modelele arată că Atlanticul de Nord este constant mai rece decât este de fapt în mările subtropicale, subpolare și norvegiene. Atlanticul de Nord, mai rece decât în realitate, produce o circulație care este mai puțin sensibilă la încălzire, producând din nou o încetinire anticipată a circulației de răsturnare care este mai mică decât o justifică fizica oceanului real. Erorile la temperaturile din Atlanticul de Nord reprezintă încă 36 la sută din corecție. Erorile de salinitate în Marea Labrador, Atlanticul de Nord tropical și zona subpolară de est reprezintă restul de 17%.
Consecințele fizice
Efectele fizice ale atenuării de 51% nu sunt distribuite uniform și nici nu sunt îndepărtate în timp. Circulația de răsturnare se deplasează în prezent cu aproximativ 16,9 sverdrup de apă peste 26 de grade latitudine nordică. Un sverdrup este egal cu un milion de metri cubi pe secundă – un debit de aproximativ 100 de ori mai mare decât râul Amazon. Fiecare sverdrup din acest flux transferă căldură spre nord. Reducerea circulației la 8,1 sverdrup – asta calculează prognoza ajustată pentru perioada 2091–2100 – elimină aproximativ 0,44 petawați de energie termică din sistemul de livrare a căldurii către nord. Această căldură nu mai ajunge în atmosferă peste Atlanticul de Nord. Temperaturile medii din Marea Britanie, Irlanda, Norvegia și coasta atlantică a Europei sunt în scădere ca urmare directă și nu există niciun mecanism de compensare disponibil la intervale de timp centenare. Sezoanele de vegetație în Europa de Nord se scurtează. Randamentele culturilor sunt în scădere în zonele agricole care operează deja în limite înguste. Furtunile de iarnă ajung la coastele care nu mai au căldură oceanică pentru a modera sistemele meteorologice din Atlantic.
Africa și ploile
În Africa subsahariană, efectele vin prin precipitații. Circulația de răsturnare controlează poziția Zonei de Convergență Intertropicală, o centură de precipitații tropicale intense care înconjoară Pământul în apropierea ecuatorului și determină anotimpurile umede și uscate din Africa și nordul Americii de Sud. Când circulația de răsturnare slăbește, această centură de ploaie se deplasează spre sud. În Sahel, o fâșie semiaridă care se întinde de la Senegal până în Etiopia, de-a lungul marginii sudice a Saharei, această deplasare spre sud reduce precipitațiile în timpul sezonului umed doar suficient pentru a împinge sistemele agricole dincolo de capacitatea lor. Sahelul sprijină câteva sute de milioane de oameni prin agricultura la scară mică, practic fără infrastructură tampon împotriva precipitațiilor susținute. Eșecul recoltei la scară cauzat de o slăbire de 51% a circulației răsturnate creează deficite nu gestionabile pe termen scurt, ci insecuritate alimentară și de apă pentru o populație de mărimea Statelor Unite, într-o regiune în care nicio rețea de ajutor sau infrastructură de relocare nu funcționează aproape de scara necesară.
Nivelul mării în largul coastei SUA
În largul coastei de est a Statelor Unite, nivelul mării crește, indiferent de ceea ce face nivelul mediu global al mării. Circulația de răsturnare trage de obicei apele de suprafață departe de coasta de est, menținând nivelul mării de coastă mai scăzut decât ar fi altfel. Pe măsură ce circulația slăbește și această atracție scade, nivelul mării de la Miami la Boston crește cu o sumă suplimentară peste și dincolo de contribuția din topirea gheții și expansiunea termică a oceanului. Valurile de furtună care ajung acum într-un anumit punct în interior pătrund mai departe. Inundațiile de maree, care acum apar cu o oarecare frecvență, apar mai frecvent și la adâncimi mai mari. Sistemele de drenaj, rețelele de drumuri și fundațiile clădirilor din fiecare oraș important din est au fost proiectate pe baza nivelului istoric al mării și a frecvenței istorice a furtunilor. La 8,1 sverdrup de debit de circulație răsturnată, ambii parametri sunt în afara limitelor de proiectare ale acestei infrastructuri existente.
Rolul topirii Groenlandei
În scenariul de emisii moderate SSP2-4.5, atenuarea atinge 51 la sută. În cadrul scenariului de emisii mari SSP5-8.5, prognoza ajustată crește la 57,7%, cu o marjă de eroare de doar 5,4 puncte procentuale. La acest nivel, întregul interval de incertitudine este peste 52 la sută. Pentru fiecare scenariu de emisie luat în considerare, proiecțiile ajustate arată că circulația de răsturnare depășește pragul de colaps substanțial al Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice până în 2100.
Cifrele ajustate elimină, de asemenea, un factor suplimentar în întregime. Topirea gheții din Groenlanda livrează apă proaspătă direct în zonele de adâncime din Atlanticul de Nord. Apa dulce este mai puțin densă decât apa sărată, iar injectarea ei în zonele în care circulația de răsturnare se mișcă în jos suprimă fluxul direct. Topirea Groenlandei nu este inclusă în cele 19 variabile utilizate pentru ancorarea acestei prognoze, deoarece nu este urmărită în mod consecvent în arhiva modelelor utilizate. Cifra de 51 la sută nu include contribuția Groenlandei. O prognoză care ar include-o ar produce o cifră mai serioasă decât ceea ce este în prezent pe masă.
Monitorizare în timp real
Rețeaua de monitorizare RAPID, ancorată peste Atlantic la 26 de grade latitudine nordică și care funcționează continuu din 2004, înregistrează în prezent circulația de răsturnare la o medie de 16,9 sverdrup pentru 2005–2023. Prognoza ajustată vizează 8,1 sverdrup pentru ultimul deceniu al acestui secol. Matricea continuă să fie măsurată în mod activ ca parte a programului comun de monitorizare a oceanelor Regatul Unit și SUA. Orice abatere susținută de la intervalul actual în următorul deceniu va fi primul test real pentru a stabili dacă traiectoria ajustată este corectă.
Întrebarea care rămâne fără răspuns nu este dacă circulația de răsturnare slăbește – dovezile sunt copleșitoare. Întrebarea este cât timp mai rămâne orașelor de coastă, regiunilor agricole și guvernelor naționale să se pregătească pentru consecințe care nu mai pot fi prevenite, ci doar atenuate. Ceasul bate și ticăie mai tare decât se aștepta.
