هل يمكن أن ينهار دوران المحيط الأطلسي؟

هل يمكن أن ينهار دوران المحيط الأطلسي؟

التخطيطي لل AMOC. تظهر الممرات الحمراء ماءًا أكثر دفئًا بالقرب من السطح ، بينما تظهر الممرات الأرجواني أبرد ، ويتحرك المزيد من المياه الكثيفة في العمق. الائتمان: مكتب الأرصاد الجوية

بشكل عام ، نفكر في تغير المناخ كعملية تدريجية: فكلما زاد عدد غازات الدفيئة التي ينبعثها البشر ، كلما تغير المناخ. ولكن هل هناك "نقاط اللاعودة" تلزمنا بتغيير لا رجعة فيه؟

تعد "الدورة المقلوبة للمحيط الأطلسي" ، والمعروفة باسم "AMOC" ، واحدة من النظم الحالية الرئيسية في محيطات العالم وتلعب دوراً حاسماً في تنظيم المناخ.

إنه مدفوع بتوازن دقيق لدرجات حرارة المحيطات والملوحة ، وهو معرض لخطر الانزعاج بسبب مناخ الاحترار.

يشير أحدث الأبحاث إلى أن AMOC من المرجح أن يضعف هذا القرن ، لكن الانهيار أمر غير مرجح للغاية. ومع ذلك ، فإن العلماء بعيدون عن كونهم قادرين على تحديد بالضبط مقدار الاحترار الذي قد يدفع AMOC إلى نقطة تحول.

انقلاب

يوضح الشكل أدناه توضيحًا لـ AMOC. في شمال المحيط الأطلسي ، تنتقل المياه الدافئة من المناطق شبه الاستوائية شمالًا بالقرب من السطح ، وبالتالي فإن الماء البارد أكثر كثافة ، يتجه جنوبًا نحو العمق ، وعادة ما يكون 2-4 كيلومتر تحت السطح.

في الشمال ، يتم تبريد المياه السطحية الدافئة بواسطة الغلاف الجوي العلوي ، وتحويلها إلى ماء بارد ، كثيف ، ومغاسل لإمداد الفرع العميق الجنوبي. في مكان آخر ، يتطور الماء البارد ويتم تسخينه ، ويعيد تزويد الجزء العلوي الدافئ ويكمل الدائرة.

يمكن أن تنهار AMOC؟

AMOC عرضة لتغير المناخ. مع ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي بسبب زيادة غازات الدفيئة ، تقلصت قدرة المحيط على فقد الحرارة من سطح شمال المحيط الأطلسي وتضعف أحد العوامل الدافعة لـ AMOC.

تشير توقعات نموذج المناخ للاحتباس الحراري هذا القرن باستمرار إلى إضعاف AMOC. أحدث التقييمات لل الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) - تقرير التقييم الخامس (AR5) و تقرير خاص عن المحيطات والغلاف الجليدي في مناخ متغير (SROCC) - يستنتج كلاهما أن AMOC "من المرجح جدًا" أن يضعف خلال القرن الحادي والعشرين.

مثل هذا الضعف سيكون له تأثير تبريد على المناخ في جميع أنحاء منطقة شمال الأطلسي ، حيث يتم إبطاء الإمداد الحراري شمالًا. يتم تضمين هذا التأثير في الإسقاطات المناخية ، ولكن تأثير الاحترار المباشر الناجم عن زيادة تركيزات غازات الدفيئة أقوى ، وبالتالي فإن النتيجة الصافية لا تزال الاحترار فوق المناطق البرية.

لكن التغييرات الأكثر دراماتيكية ممكنة من الناحية النظرية. قد توجد "نقطة تحول" تصبح بعدها AMOC القوية الحالية غير مستدامة.

دليل على هذا يعود الى ورقة المنوية نشرت في عام 1961 من قبل أحد آباء علم المحيطات الحديث ، هنري ستوميل. أدرك ستوميل أن AMOC هو نوع من التنافس بين آثار درجة الحرارة والملوحة ، وكلاهما يؤثر على كثافة مياه البحر.

هل يمكن أن ينهار دوران المحيط الأطلسي؟

يوضح الشكل التالي حالات AMOC المختلفة الممكنة. في مناخ اليوم ، تهيمن درجة الحرارة ، ويؤدي ارتفاع درجة حرارة الماء البارد الكثيف إلى AMOC (منحنى أحمر). لكن في حالات مناخية أخرى ، يمكن للمياه العذبة (من هطول الأمطار أو ذوبان الجليد) أن تنضج - وتخفف - المياه ذات خطوط العرض العالية ؛ في هذه الحالة ، لا يكون الماء كثيفًا بدرجة كافية لقيادة AMOC ، الذي ينهار (المنحنى الأزرق).

إذا كانت مدخلات المياه العذبة في المحيط الأطلسي قوية بما فيه الكفاية - من الانصهار السريع للطبقة الجليدية في جرينلاند ، على سبيل المثال - فإن النقطة الزرقاء سوف تنتقل إلى اليمين في الشكل. وفقًا لنموذج Stommel ، تصبح حالة AMOC القوية (الحمراء) في مرحلة ما غير قابلة للاستمرار وتنهار AMOC إلى الحالة "off" (الزرقاء). بعد ذلك ، حتى إذا تم عكس التغير المناخي الدافع في وقت لاحق (النقطة الزرقاء تتحرك إلى اليسار على الشكل) ، فإن AMOC ستبقى على المنحنى الأزرق ولن تعود مرة أخرى إلى أن تجاوز المناخ ظروف اليوم الحالي في الاتجاه المعاكس. وتعرف هذه الظاهرة باسم "التباطؤ".

هل يمكن أن ينهار دوران المحيط الأطلسي؟

النقاط الحرجة وتراجع AMOC في نموذج Stommel البسيط. تعتمد الحالات المحتملة لـ AMOC على مقدار مدخلات المياه العذبة إلى المحيط الأطلسي (المحور السيني). تظهر قوة AMOC على المحور ص. [لاحظ أن كلاهما يتم قياسهما في Sverdrups (Sv) ، حيث تشير 1 Sv إلى مليون متر مكعب من المياه التي يتم نقلها في الثانية.] عندما يكون هناك انخفاض في مدخلات المياه العذبة ، فإن درجة الحرارة تهيمن على التدفق ولا يوجد سوى AMOC القوي (المنحنى الأحمر). للحصول على مدخلات عالية من المياه العذبة ، لا يمكن الوصول إلا إلى حالة الانهيار (المنحنى الأزرق). في ما بين الدولتين ممكن. إذا كانت مدخلات المياه العذبة تزيد عن القيمة الحرجة (نقطة التحول) ، فسوف تنهار AMOC. بعد ذلك ، حتى إذا تم إرجاع مدخلات المياه العذبة إلى حالتها الأصلية ، فستظل AMOC مغلقة. الائتمان: مكتب الأرصاد الجوية.

توقعات طويلة الأجل

تطورت فكرة ستوميل على مر السنين ، ولكن البصيرة الأساسية لا تزال ذات صلة. يوجد evidence أن تغييرات AMOC ربما لعبت دورًا في بعض التحولات المناخية الرئيسية في الماضي - آخرها منذ حوالي 8,200 عام عندما كان العالم يخرج من العصر الجليدي الأخير.

في ذلك الوقت ، تم كبح بحيرة ضخمة في شمال غرب كندا بسبب جدار جليدي. مع ارتفاع درجات الحرارة ، انهار جدار الجليد ، إيداع المياه العذبة من البحيرة إلى شمال الأطلسي ومقاطعة AMOC. يمكن رؤية تبريد كبير في هذا الوقت سجلات palaeoclimatic عبر أمريكا الشمالية وغرينلاند وأوروبا.

لا تتوقع النماذج المناخية الشاملة عمومًا إغلاقًا تامًا لنظام AMOC في القرن الحادي والعشرين ، ولكن النماذج الحديثة قد تم تشغيلها في المستقبل. تحت سيناريوهات استمرار ارتفاع تركيزات غازات الدفيئةعدد من النماذج مشروع إغلاق AMOC الفعال بحلول 2300.

التوقعات النموذجية للمستقبل AMOC لا نطاق واسع ، وإن كان. نتيجة لذلك ، حول مسألة مستوى الاحترار العالمي الذي سيؤدي إلى إغلاق AMOC ، فمن غير المرجح أن يرى المجتمع العلمي أي تقارب في المستقبل القريب.

في حين أن الآلية الأساسية التي تزعزع استقرار AMOC في نموذج Stommel الأصلي تبدو مهمة في نماذج المناخ ، إلا أن هناك عمليات أخرى تحاول تثبيت AMOC. يصعب نمذجة العديد من هذه العمليات كميًا ، خاصةً مع الدقة المحدودة الممكنة مع القدرة الحاسوبية الحالية. لذلك ستظل توقعات AMOC لدينا عرضة لبعض عدم اليقين لبعض الوقت في المستقبل.

مع أخذ كل الأدلة في الاعتبار ، خلص كل من AR5 و SROCC من IPCC إلى أن انهيار AMOC قبل 2100 كان "من المستبعد جدا" (بي دي إف). ومع ذلك ، فإن تأثيرات اجتياز نقطة تحول AMOC ستكون ضخمة ، لذلك فمن الأفضل أن ينظر إليها على أنها سيناريو "احتمال ضعيف ، تأثير كبير".

ماذا ستكون آثار الانهيار؟

يمكن استخدام النماذج المناخية لتقييم التأثير على المناخ إذا تم إيقاف تشغيل AMOC بالكامل. بإضافة كميات كبيرة من المياه العذبة إلى شمال المحيط الأطلسي في نموذج ، يقوم العلماء بتخفيف الماء البارد الكثيف الذي يشكل الفرع السفلي من الحلقة بشكل مصطنع. هذا يتوقف على AMOC ويمكننا بعد ذلك النظر في التأثير على المناخ.

يوضح الشكل أدناه التغييرات التي تؤدي إلى تجربة واحدة من هذا القبيل. يؤدي إيقاف تشغيل AMOC إلى تبريد (التظليل الأزرق) في نصف الكرة الشمالي بأكمله ، وخاصة المناطق الأقرب إلى منطقة فقدان الحرارة في شمال المحيط الأطلسي ("المبرد" لنظام التدفئة المركزية في شمال الأطلسي). في هذه المناطق ، يتجاوز التبريد الاحترار المتوقع بسبب غازات الدفيئة ، وبالتالي فإن الإغلاق التام في القرن الحادي والعشرين ، رغم أنه من غير المرجح أن يؤدي إلى تبريد صافٍ في مناطق مثل أوروبا الغربية.

هل يمكن أن ينهار دوران المحيط الأطلسي؟

تغيير نموذجي في درجة حرارة السطح (C) بعد الانهيار المصطنع لل AMOC. يشير التظليل إلى التبريد (الأزرق) أو الاحترار (البرتقالي والأحمر). أعيد طبعها بإذن من سبرينغر. جاكسون وآخرون. (2015) التأثيرات المناخية العالمية والأوروبية من تباطؤ AMOC في GCM عالية الدقة ، وديناميات المناخ.

وتشمل الآثار الأخرى تحولات كبيرة في أنماط هطول الأمطار ، والزيادات في العواصف الشتوية فوق أوروبا وارتفاع مستوى سطح البحر يصل إلى 50 سم حول حوض شمال الأطلسي. في العديد من المناطق ، ستؤدي هذه الآثار إلى تفاقم الاتجاهات بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري.

في حين أن هذه التجارب النموذجية مصطنعة "ماذا لو؟" سيناريوهات ، فإنها توضح حجم التغييرات التي يمكن أن تنجم عن انهيار AMOC. ستكون الآثار على الزراعة والحياة البرية والنقل والطلب على الطاقة والبنية التحتية الساحلية معقدة ، ولكن يمكننا أن نكون متأكدين من أنه ستكون هناك عواقب اجتماعية اقتصادية كبيرة. فمثلا، في إحدى الدراسات التي نظرت في آثار خمسة أيام فقط من الراحة في الفراش ، رأى الباحثون زيادة مقاومة الأنسولين ، وهي مقدمة لمرض السكري. أظهرت انخفاضًا بنسبة 50٪ في إنتاجية الحشائش في مناطق الرعي الرئيسية في غرب المملكة المتحدة وأيرلندا.

ما الذي يمكن عمله بشأن خطر الانهيار؟

كما هو موضح أعلاه ، فإن العلماء بعيدون عن كونهم قادرين على تحديد مستوى من الاحترار العالمي بثقة تكون فيه AMOC معرضة لخطر عبور نقطة التحول.

ومع ذلك ، قد يكون من الممكن إدارة مخاطر انهيار AMOC ، حتى دون معرفة مدى احتمال حدوثه.

لنأخذ تشبيهًا محليًا: أعلم أنه من المحتمل ، لكن من غير المحتمل ، أن يحترق منزلي - إنه حدث ضعيف الاحتمال وعالي التأثير. ليس لدي فكرة كثيرة عن مدى احتمالي أن أتعرض لحريق ، لكنني أستطيع إدارة المخاطر على أي حال عن طريق فحص الأسلاك الكهربائية وتركيب أجهزة إنذار الدخان. يقلل فحص الأسلاك من فرصة حدوث حريق ، بينما يعطيني جهاز إنذار الدخان إنذارًا مبكرًا في حالة نشوب حريق بحيث يمكن تقليل التأثير - عن طريق إخلاء المنزل واستدعاء فرقة الإطفاء.

في الآونة الأخيرة ، جنبا إلى جنب مع الزملاء في جامعة إكستر، لقد تم استكشاف إمكانية تطوير نظام للإنذار المبكر عن البقشيش AMOC.

باستخدام نموذج بسيط ، لقد أظهرنا إن الطريقة التي تتطور بها ملوحة المحيط الأطلسي شبه الاستوائي وشبه القطبي بمرور الوقت يمكن أن تعطي مؤشرا مبكرا إذا كانت AMOC في طريقها إلى الانهيار ، ربما قبل عقود من حدوث أي ضعف كبير في AMOC نفسها.

إنها أيام مبكرة لهذا البحث ، لكن من خلال مراقبة مثل هذا المؤشر ، قد يكون من الممكن إعطاء مزيد من الوقت للتحضير لنتائج انهيار AMOC ، أو لتبني تدابير أكثر قوة لتخفيف التغير المناخي لدفع AMOC إلى مسار أكثر استقرارًا .

الأسئلة البارزة

في الوقت الذي يستوعب فيه العالم تحديات مواجهة أهداف اتفاق باريس للمناخ ، يزداد الاهتمام بمسارات المناخ تجاوز مؤقتا المستوى المستهدف النهائي. من المهم ألا تتجاوز هذه التجاوزات أي عتبات لا رجعة فيها في الطريق إلى الوجهة النهائية ، لذلك يحتاج البحث في نقاط التحول إلى ربط النتائج النظرية بهذه الأسئلة العملية.

وقد استخدم الكثير من نمذجة نقاط التحول AMOC حتى الآن سيناريوهات مثالية لإدخال المياه العذبة في شمال المحيط الأطلسي. هذا مهم لبعض تغييرات AMOC السابقة ، ولكن لنموذج تغير المناخ في المستقبل ، نحن بحاجة إلى فهم ما يحدث عندما يحدث الاحترار والانتعاش معًا.

هذه مشكلة أكثر صعوبة لأن عدد العمليات والتغذية المرتدة ذات الصلة يزداد. تعمل بعض هذه العمليات على نطاقات صغيرة تكافح النماذج لحلها باستخدام القدرة الحاسوبية الحالية. يحتاج تحسين نمذجة عمليات AMOC الرئيسية إلى التحلي بالصبر والالتزام طويل الأجل ، ولكنه في النهاية سيؤتي ثماره في توقعات AMOC الأكثر ثقة.

البحث في الإنذار المبكر عن انهيار AMOC في مراحله الأولى ، ولكنه قد يكون طريقة مثمرة للاستجابة للمخاطر. هناك شيء واحد مؤكد: إن الإنذار المبكر سيتطلب ملاحظات مستمرة للجوانب الرئيسية لبرنامج AMOC.

دخلت مراقبة AMOC حقبة جديدة في عام 2004 مع رابيد موتشا، مجموعة من الأدوات الراسية التي تمتد عبر المحيط الأطلسي عند خط عرض 26.5 درجة شمالًا وتوفر مراقبة مستمرة لـ AMOC. قبل هذا كان هناك خمس لقطات فقط من الدورة الدموية موزعة على 47 سنة.

لقد غيّرت النتائج بالفعل فهمنا لكيفية اختلاف AMOC في الوقت: على سبيل المثال ، تراجع غير متوقع في AMOC - لوحظ في خريف عام 2009 - يُعتقد أنه لعب دوراً في فصول الشتاء الباردة على غير المعتاد في 2009-10 و 2010-11.

وفي الآونة الأخيرة، وهو مجموعة مراقبة مماثلة تم تركيبه في الشمال في المحيط الأطلسي. مع قياسات مستمرة درجة الحرارة والملوحة من عوامات Argo العائمة ، أصبح لدى علماء المحيطات الآن قاعدة بيانات غير مسبوقة لدراسة هذا العنصر الحاسم في نظامنا المناخي وإعطاء العالم فرصة للتحضير لأي مفاجآت سيئة.

نبذة عن الكاتب

الدكتور ريتشارد وود ، الذي يقود مجموعة المناخ والغلاف الجليدي والمحيطات في مركز Met Office Hadley بالمملكة المتحدة. الدكتورة لورا جاكسون ، عالمة في نفس المجموعة.

ظهر هذا المقال أصلا على موجز الكربون

books_causes

enafarزكية-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

أحدث الفيديوهات

عمليات دفع العوالق الصغيرة في المحيط تلتقط ضعف كمية الكربون كما يعتقد العلماء
عمليات دفع العوالق الصغيرة في المحيط تلتقط ضعف كمية الكربون كما يعتقد العلماء
by كين بوسيلير
يلعب المحيط دورًا رئيسيًا في دورة الكربون العالمية. القوة الدافعة تأتي من العوالق الصغيرة التي تنتج ...
تغير المناخ يهدد جودة مياه الشرب عبر البحيرات العظمى
تغير المناخ يهدد جودة مياه الشرب عبر البحيرات العظمى
by غابرييل فيليبلي وجوزيف دي أورتيز
"لا تشرب / لا تغلي" ليس ما يريد أي شخص سماعه عن مياه الصنبور في مدينتهم. لكن التأثيرات المجتمعة ...
الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
الحديث عن تغير الطاقة يمكن أن يكسر مأزق المناخ
by InnerSelf الموظفين
كل شخص لديه قصص عن الطاقة ، سواء كان ذلك عن قريب يعمل في منصة نفط ، أو أحد الوالدين يعلم الطفل التحول ...
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
يمكن أن تواجه المحاصيل مشكلة مزدوجة من الحشرات ومناخ دافئ
by جريج هوي وناثان هافكو
لآلاف السنين ، انخرطت الحشرات والنباتات التي تتغذى عليها في معركة تطورية مشتركة: للأكل أو عدم التواجد ...
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
للوصول إلى الانبعاثات الصفرية ، يجب على الحكومة معالجة العقبات التي تحول دون تشغيل الناس للسيارات الكهربائية
by Swapnesh Masrani
وضعت المملكة المتحدة وحكومة اسكتلندا أهدافًا طموحة لتصبح اقتصادات صافي الكربون صفرًا بحلول عام 2050 و 2045 ...
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
الربيع قادم في وقت سابق عبر الولايات المتحدة ، وهذه ليست أخبارًا سارة دائمًا
by تيريزا كريمينز
في معظم أنحاء الولايات المتحدة ، أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى تقدم فصل الربيع. هذا العام ليس استثناء.
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
آخر عصر جليدي يخبرنا لماذا نحتاج إلى الاهتمام بتغير 2 في درجة الحرارة
by آلان وليامز ، وآخرون
يذكر أحدث تقرير صادر عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) أنه بدون انخفاض كبير ...
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
جورجيا تاون تحصل على نصف الكهرباء من مزرعة الرئيس جيمي كارتر الشمسية
by جوني كريدير
بلينز ، جورجيا ، هي بلدة صغيرة تقع جنوب كولومبوس وماكون وأتلانتا وشمال ألباني. انها…

أحدث المقالات

عمليات دفع العوالق الصغيرة في المحيط تلتقط ضعف كمية الكربون كما يعتقد العلماء
عمليات دفع العوالق الصغيرة في المحيط تلتقط ضعف كمية الكربون كما يعتقد العلماء
by كين بوسيلير
يلعب المحيط دورًا رئيسيًا في دورة الكربون العالمية. القوة الدافعة تأتي من العوالق الصغيرة التي تنتج ...
موسم الأعاصير: البلدان الضعيفة ستواجه العواصف فوق فيروس كورونا
by أنيتا كارثيك
في غضون ما يزيد قليلاً عن شهر ، سيبدأ موسم الأعاصير في المحيط الأطلسي الأمريكي. هذا يعني أن سلسلة من العواصف الكبيرة قد تضرب ...
كيفية حماية الناس في منطقة البحيرات الكبرى من التطرفات المناخية
كيفية حماية الناس في منطقة البحيرات الكبرى من التطرفات المناخية
by نيكولاس راجكوفيتش
عادة ما تصل درجات الحرارة في فصل الصيف في شيكاغو إلى الذروة في الثمانينيات المنخفضة ، ولكن في منتصف يوليو 80 تجاوزت 1995 درجة فهرنهايت ...
الشعاب المرجانية التي توهج نيون مشرق أثناء عرض التبييض الأمل في التعافي
الشعاب المرجانية التي توهج نيون مشرق أثناء عرض التبييض الأمل في التعافي
by Jörg Wiedenmann و Cecilia D'Angelo
تتسبب موجات الحر في المحيط في حدوث أحداث تبيض مرجانية ضخمة كل عام تقريبًا بسبب تغير المناخ ، مما يهدد الشعاب المرجانية حول ...
لماذا لا يعني انخفاض الانبعاثات بنسبة 17٪ أننا نعالج تغير المناخ
لماذا لا يعني انخفاض الانبعاثات بنسبة 17٪ أننا نعالج تغير المناخ
by لاريسا باسو
يعني الحجر الصحي العالمي COVID-19 تقليل تلوث الهواء في المدن والسماء الصافية. الحيوانات تتجول ...
لماذا لن نتجه إلى عصر جليدي في أي وقت قريب
لماذا لن نتجه إلى عصر جليدي في أي وقت قريب
by جيمس رينويك
عندما درست المناخ في دورة الجغرافيا الجامعية في الستينيات ، أنا متأكد من أن قيل لنا أن الأرض كانت ...
عمالقة الغذاء بالمملكة المتحدة يدرسون مقاطعة البرازيل لحماية الغابات
عمالقة الغذاء بالمملكة المتحدة يدرسون مقاطعة البرازيل لحماية الغابات
by جان روشا
تدرس محلات السوبر ماركت في المملكة المتحدة مقاطعة البرازيل ، ووضع حد لعمليات شراء طعامها في محاولة لإنقاذ غاباتها.
لماذا نحتاج إلى التركيز على زيادة الاستهلاك مثل النمو السكاني
لماذا نحتاج إلى التركيز على قضية زيادة الاستهلاك بقدر النمو السكاني
by جلين بانكس
مسألة السكان أكثر تعقيدًا مما قد يبدو - في سياق تغير المناخ بالإضافة إلى قضايا أخرى ...