Ist der Klimawandel wirklich verantwortlich für eine langsamere atlantische Zirkulation?

Ist der Klimawandel wirklich verantwortlich für eine langsamere atlantische Zirkulation?

Die globale Erwärmung ist nicht der Grund für die Verlangsamung eines riesigen Zirkulationsmusters im Atlantischen Ozean, das tatsächlich Teil eines regelmäßigen jahrzehntelangen Zyklus ist, der die Temperaturen in den kommenden Jahrzehnten beeinflussen wird, so eine neue Studie.

Ozeanographen sind besorgt über die langfristige Stabilität der Zirkulation im Atlantik, und frühere Studien zeigen, dass sie sich im letzten Jahrzehnt dramatisch verlangsamt hat.

"Klimaforscher haben erwartet, dass die Umwälzbewegung des Atlantiks langfristig unter der globalen Erwärmung zurückgehen wird, aber wir haben seit April 2004 nur direkte Messungen seiner Stärke. Und der seither gemessene Rückgang ist 10 mal größer als erwartet ", sagt der korrespondierende Autor Ka-Kit Tung, Professor für Angewandte Mathematik an der University of Washington mit einem Nebenberuf in den Atmosphärenwissenschaften.

Ist der Klimawandel wirklich verantwortlich für eine langsamere atlantische Zirkulation?Das obere Feld zeigt globale durchschnittliche Oberflächentemperaturänderungen seit 1950 mit zwei Perioden langsamerer Änderung und einer Periode schneller Erwärmung von 1975 zu 2000. Die unteren Felder zeigen die Stärke der Umwälzbewegung des Atlantiks. Die blaue (und, rechts, lila) Kurve ist der Salzgehalt nördlich von 45N, ein indirektes Maß oder Proxy für die AMOC-Stärke. Die grüne Kurve ist ein etablierter Proxy von AMOC. (Gutschrift: Ka-Kit Tung / U. Washington)

"Viele haben sich auf die Tatsache konzentriert, dass sie sehr schnell abnimmt, und wenn der Trend anhält, wird sie einen Wendepunkt überschreiten und eine Katastrophe wie eine Eiszeit mit sich bringen. Es stellt sich heraus, dass das in naher Zukunft nicht passieren wird. Die schnelle Reaktion könnte stattdessen Teil eines natürlichen Zyklus sein, und es gibt Anzeichen dafür, dass der Rückgang bereits beendet ist. "

Ein riesiger Zyklus

Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Erwärmung der Oberfläche. Die Geschwindigkeit des Stroms bestimmt, wie viel Oberflächenwärme in den tieferen Ozean übertragen wird, und eine schnellere Zirkulation würde mehr Wärme in den tiefen Atlantik senden. Wenn der Strom langsamer wird, speichert er weniger Wärme, und die Erde wird wahrscheinlich schneller als 2000 die Lufttemperaturen steigen sehen.

"Die globalen Klimamodelle können langfristig projizieren, was passiert, wenn Kohlendioxid um eine bestimmte Menge ansteigt, aber derzeit fehlt ihnen die Fähigkeit, die Erwärmung der Oberfläche in den nächsten Jahrzehnten vorherzusagen, was ein Wissen darüber erfordert, wie viel überschüssige Wärme eingeschlossen ist Die Treibhausgase werden von den Ozeanen absorbiert ", sagt Tung.

Die Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) ist ein Förderband, das Oberflächenwasser nordwärts in den Atlantik bringt; von dort sinkt das schwerere salzige Wasser und kehrt in der Tiefe von den Labrador- und Nordischen Meeren, nahe dem Nordpol, bis zum südlichen Ozean zurück. Die meisten Menschen sind daran interessiert, was an der Oberfläche passiert - der Golfstrom und die damit verbundenen atlantischen Strömungen tragen wärmeres Wasser nach Norden und bringen milde Temperaturen nach Westeuropa.

Ist der Klimawandel wirklich verantwortlich für eine langsamere atlantische Zirkulation?Diese Linien zeigen verschiedene Möglichkeiten, die Stärke der atlantischen Umwälzzirkulation zu messen. Die direkte Überwachung begann erst in 2004, daher sind andere ozeanische Maßnahmen erforderlich, um den Datensatz wieder auf 1950 zu erweitern. (Gutschrift: Ka-Kit Tung / U. Washington)

Aber das neue Papier argumentiert, dass der wichtigste Schritt aus der Klimaperspektive ist, was als nächstes passiert. Im Nordatlantik sinkt das salzige Wasser aus den Tropen fast eine Meile (1,500 Meter). Dadurch trägt es die Wärme von der Oberfläche ab.

"Die schlechte Nachricht ist, dass die Oberflächentemperaturen in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich schneller ansteigen werden."

Änderungen in der Stärke des AMOC beeinflussen, wie viel Wärme unsere Atmosphäre verlässt. Die neue Studie verwendet eine Kombination von Daten von Argo-Floats, schiffsbasierten Temperaturmessungen, Gezeiten-Aufzeichnungen, Satellitenbildern von Meeresoberflächenhöhe, die Ausbuchtungen von warmem Wasser zeigen können, und neuester High-Tech-Verfolgung der AMOC selbst, um darauf hinzuweisen, dass Stärke schwankt im Rahmen eines sich in etwa 60- bis 70-Jahres selbst verstärkenden Zyklus.

Wenn die Strömung schneller ist, reist mehr warmes, salziges tropisches Wasser in den Nordatlantik. Im Laufe der Jahre führt dies dazu, dass mehr Gletscher schmelzen und schließlich das Süßwasser durch das Süßwasser leichter und weniger wahrscheinlich sinkt und die Strömung verlangsamt.

Wenn sich der AMOC in einer langsamen Phase befindet, wird der Nordatlantik kühler, die Eisschmelze verlangsamt sich und schließlich versiegt die Süßwasserschmelze, und das schwerere Salzwasser kann wieder abstürzen, was die gesamte Zirkulation beschleunigt. Die neue Studie argumentiert, dass dies der Fall ist der Strom kollabiert nicht, sondern geht gerade von seiner schnellen Phase in seine langsamere Phase über - und das hat Auswirkungen auf die Erwärmung an der Oberfläche.

Blick in die Vergangenheit, um die Zukunft vorherzusagen

Von 1975 zu 1998 befand sich der AMOC in einer langsamen Phase. Als sich Treibhausgase in der Atmosphäre ansammelten, erfuhr die Erde eine deutliche Erwärmung an der Oberfläche. Von etwa 2000 bis jetzt war der AMOC in seiner schnelleren Phase, und die zunehmende Hitze, die in den Nordatlantik eindringt, hat überschüssige Wärme von der Erdoberfläche entfernt und tief im Ozean gespeichert.

"Wir haben ungefähr einen Beobachtungszyklus in der Tiefe, also wissen wir nicht, ob es periodisch ist, aber basierend auf den Oberflächenphänomenen denken wir, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass es periodisch ist", sagt Tung.

Das neue Papier unterstützt die früheren Untersuchungen der Autoren, dass seit 2000, während der Beobachtungen eine Verlangsamung der Oberflächenerwärmung zeigen, sich die Wärme tief im Atlantischen Ozean angesammelt hat. Die neue Studie zeigt, dass es sich um die gleiche Periode handelt, in der die Umwälzbewegung des Atlantiks in seiner schnellen Phase war.

Jüngste Messungen der Dichte in der Labradorsee deuten darauf hin, dass sich der Zyklus verschiebt, sagt Tung. Das bedeutet, dass die AMOC in den kommenden Jahren nicht mehr überschüssige Wärme aus den Treibhausgasen tief in den Nordatlantik leiten wird.

"Die gute Nachricht ist, dass die Indikatoren zeigen, dass diese Verlangsamung der Umwälzung des Atlantiks aufhört, und daher sollten wir nicht beunruhigt sein, dass dieser Strom bald zusammenbrechen wird", sagt Tung. "Die schlechte Nachricht ist, dass die Oberflächentemperaturen in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich schneller ansteigen werden."

Das Papier erscheint in Natur.

Weitere Autoren kommen von der Ocean University of China und dem Qingdao National Laboratory of Marine Science and Technology. Die US National Science Foundation, die Natural Science Foundation von China, das National Key Basic Research Program von China und eine Frederic und Julia Wan Stiftungsprofessur finanzierten die Studie.

Quelle: Universität von Washington

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