Universiteit Utrecht Utrecht, Nederland: Krachtige stormen, plotselinge weersveranderingen en New York City bevroren in ijs. Zo verbeeldde de Hollywood-kaskraker The Day After Tomorrow de plotselinge sluiting van de Atlantische Oceaan en de desastreuze gevolgen ervan.
Hoewel de visie van Hollywood overdreven was, riep de film uit 2004 een serieuze vraag op: als de opwarming van de aarde de Atlantische circulatie, die cruciaal is voor het transport van warmte van de tropen naar de noordelijke breedtegraden, tot stilstand brengt, hoe abrupt en ernstig zullen de klimaatveranderingen dan zijn? ?
Twintig jaar na de release van de film weten we veel meer over de beweging van de Atlantische Oceaan. Instrumenten die vanaf 2004 in de oceaan zijn ingezet, laten zien dat de beweging van de Atlantische Oceaan de afgelopen twintig jaar aanzienlijk is vertraagd, misschien wel tot het zwakste punt in bijna een millennium.
Studies suggereren ook dat de bloedsomloop in het verleden een gevaarlijk omslagpunt heeft bereikt, resulterend in een scherpe, niet te stoppen daling, en dat het dat omslagpunt opnieuw zou kunnen bereiken als de planeet opwarmt en gletsjers en ijskappen smelten.
In een nieuwe studie met behulp van de nieuwste generatie klimaatmodellen op aarde hebben we de stroming van zoet water gesimuleerd totdat de oceaancirculatie dit omslagpunt bereikte.
De resultaten toonden aan dat de handel binnen een eeuw na het bereiken van het omslagpunt volledig zou kunnen worden stopgezet, en dat de trend in die richting beweegt. Als dat gebeurt, zullen de gemiddelde temperaturen in Noord-Amerika en delen van Azië en Europa met enkele graden dalen, en zullen mensen over de hele wereld ernstige, opeenvolgende gevolgen zien.
We ontdekten ook een op natuurkunde gebaseerd vroeg waarschuwingssignaal dat de wereld zou kunnen waarschuwen wanneer de Atlantische circulatie een omslagpunt nadert.
Oceaan transportband
Oceaanstromingen worden aangedreven door wind, getijden en verschillen in waterdichtheid.
In de Atlantische circulatie stroomt warm en relatief zout oppervlaktewater nabij de evenaar richting Groenland. Tijdens zijn reis steekt hij de Caribische Zee over, rondt hij de Golf van Mexico af en stroomt vervolgens langs de oostkust van de Verenigde Staten voordat hij de Atlantische Oceaan oversteekt.
Deze stroming, ook wel de Golfstroom genoemd, brengt warmte naar Europa. Terwijl het naar het noorden stroomt en afkoelt, wordt de watermassa zwaarder. Tegen de tijd dat het Groenland bereikt, begint het te zinken en naar het zuiden te stromen. Bij het zinken nabij Groenland wordt water van elders in de Atlantische Oceaan aangezogen, en de cyclus herhaalt zich als een lopende band.
Te veel zoet water uit smeltende gletsjers en de Groenlandse ijskap zou het zoutgehalte van het water kunnen verdunnen, waardoor het niet zou zinken, en de transportband van de oceaan verzwakt. De zwakkere transportband transporteert minder warmte naar het noorden en zorgt er ook voor dat minder zwaar water Groenland bereikt, waardoor de sterkte van de transportband verder wordt verzwakt. Zodra het het omslagpunt bereikt, wordt het snel uitgeschakeld.
Wat gebeurt er met het klimaat op het omslagpunt?
Het bestaan van het omslagpunt werd voor het eerst waargenomen in een sterk vereenvoudigd model van de beweging van de Atlantische Oceaan in het begin van de jaren zestig. De meest gedetailleerde klimaatmodellen die vandaag beschikbaar zijn, geven aan dat de kracht van de lopende band onder klimaatverandering zal blijven afnemen. Een plotselinge stopzetting van de Atlantische circulatie lijkt echter afwezig te zijn in deze klimaatmodellen.
Hier komt de rol van onze studie. We hebben een experiment uitgevoerd met behulp van een gedetailleerd klimaatmodel om het omslagpunt voor abrupte sluiting te vinden door de zoetwatertoevoer langzaam te verhogen.
We ontdekten dat zodra een transportband een kantelpunt bereikt, deze binnen honderd jaar niet meer werkt. De warmteoverdracht naar het noorden neemt sterk af, wat leidt tot plotselinge klimaatveranderingen.
Het resultaat: gevaarlijke kou in het noorden
Gebieden die door de Golfstroom worden getroffen, ontvangen veel minder warmte als de circulatie stopt. Hierdoor koelen de continenten Noord-Amerika en Europa enkele graden af.
Het Europese klimaat wordt meer beïnvloed door de Golfstroom dan andere regio’s. In onze ervaring heeft dit ertoe geleid dat delen van het continent met meer dan 3 graden Celsius per decennium zijn opgewarmd – veel sneller dan de huidige opwarming van de aarde van ongeveer 0,2 graden Celsius per decennium. We ontdekten dat delen van Noorwegen een temperatuurdaling van meer dan 36 F (20 C) zullen zien. Aan de andere kant zullen de temperaturen in regio’s op het zuidelijk halfrond met enkele graden stijgen.
Deze temperatuurveranderingen ontwikkelen zich over een periode van ongeveer 100 jaar. Dit lijkt misschien lang, maar is verrassend op typische klimaattijdschalen.
Het sluiten van de lopende band zal ook het zeeniveau en de neerslagpatronen beïnvloeden, waardoor andere ecosystemen mogelijk dichter bij omslagpunten komen te staan. Het Amazone-regenwoud is bijvoorbeeld kwetsbaar voor weinig regenval. Als het bosecosysteem zou worden omgezet in grasland, zou bij deze conversie koolstof vrijkomen in de atmosfeer en leiden tot het verlies van een waardevolle koolstofopslag, waardoor de klimaatverandering verder zou worden versneld.
De beweging van de Atlantische Oceaan is in het verre verleden aanzienlijk vertraagd. Tijdens ijstijden, toen de ijskappen die grote delen van de planeet bedekten, aan het smelten waren, vertraagde de instroom van zoet water de circulatie van de Atlantische Oceaan, wat leidde tot enorme klimaatschommelingen.
Wanneer zullen we dit keerpunt zien?
De grote vraag – wanneer zal de circulatie van de Atlantische Oceaan een omslagpunt bereiken – blijft onbeantwoord. De aantekeningen gaan niet ver genoeg terug om een duidelijke conclusie te geven. Hoewel een recente studie suggereerde dat de transportband snel een omslagpunt nadert, misschien binnen een paar jaar, gingen deze statistische analyses uit van verschillende aannames die de onzekerheid vergroten.
In plaats daarvan konden we een waarneembaar, op natuurkunde gebaseerd vroegtijdig waarschuwingssignaal ontwikkelen dat ook het transport van zoutgehalte aan de zuidgrens van de Atlantische Oceaan omvat. Zodra deze drempel is bereikt, zal het omslagpunt waarschijnlijk binnen één tot vier decennia komen.
De gevolgen voor het klimaat uit ons onderzoek onderstrepen de ernst van deze plotselinge ineenstorting van de lopende band. Veranderingen in temperatuur, zeeniveau en neerslag zullen ernstige gevolgen hebben voor de samenleving, en klimaatverschuivingen op menselijke tijdschalen kunnen niet worden gestopt.
Het lijkt misschien contra-intuïtief om je zorgen te maken over extreme kou naarmate de planeet warmer wordt, maar als de hoofdcirculatie van de Atlantische Oceaan stopt als gevolg van de instroom van te veel smeltwater, ligt dat gevaar op de loer.
Hoewel de visie van Hollywood overdreven was, riep de film uit 2004 een serieuze vraag op: als de opwarming van de aarde de Atlantische circulatie, die cruciaal is voor het transport van warmte van de tropen naar de noordelijke breedtegraden, tot stilstand brengt, hoe abrupt en ernstig zullen de klimaatveranderingen dan zijn? ?
Twintig jaar na de release van de film weten we veel meer over de beweging van de Atlantische Oceaan. Instrumenten die vanaf 2004 in de oceaan zijn ingezet, laten zien dat de beweging van de Atlantische Oceaan de afgelopen twintig jaar aanzienlijk is vertraagd, misschien wel tot het zwakste punt in bijna een millennium.
Studies suggereren ook dat de bloedsomloop in het verleden een gevaarlijk omslagpunt heeft bereikt, resulterend in een scherpe, niet te stoppen daling, en dat het dat omslagpunt opnieuw zou kunnen bereiken als de planeet opwarmt en gletsjers en ijskappen smelten.
In een nieuwe studie met behulp van de nieuwste generatie klimaatmodellen op aarde hebben we de stroming van zoet water gesimuleerd totdat de oceaancirculatie dit omslagpunt bereikte.
De resultaten toonden aan dat de handel binnen een eeuw na het bereiken van het omslagpunt volledig zou kunnen worden stopgezet, en dat de trend in die richting beweegt. Als dat gebeurt, zullen de gemiddelde temperaturen in Noord-Amerika en delen van Azië en Europa met enkele graden dalen, en zullen mensen over de hele wereld ernstige, opeenvolgende gevolgen zien.
We ontdekten ook een op natuurkunde gebaseerd vroeg waarschuwingssignaal dat de wereld zou kunnen waarschuwen wanneer de Atlantische circulatie een omslagpunt nadert.
verbreedt
Oceaanstromingen worden aangedreven door wind, getijden en verschillen in waterdichtheid.
In de Atlantische circulatie stroomt warm en relatief zout oppervlaktewater nabij de evenaar richting Groenland. Tijdens zijn reis steekt hij de Caribische Zee over, rondt hij de Golf van Mexico af en stroomt vervolgens langs de oostkust van de Verenigde Staten voordat hij de Atlantische Oceaan oversteekt.
Deze stroming, ook wel de Golfstroom genoemd, brengt warmte naar Europa. Terwijl het naar het noorden stroomt en afkoelt, wordt de watermassa zwaarder. Tegen de tijd dat het Groenland bereikt, begint het te zinken en naar het zuiden te stromen. Bij het zinken nabij Groenland wordt water van elders in de Atlantische Oceaan aangezogen, en de cyclus herhaalt zich als een lopende band.
Te veel zoet water uit smeltende gletsjers en de Groenlandse ijskap zou het zoutgehalte van het water kunnen verdunnen, waardoor het niet zou zinken, en de transportband van de oceaan verzwakt. De zwakkere transportband transporteert minder warmte naar het noorden en zorgt er ook voor dat minder zwaar water Groenland bereikt, waardoor de sterkte van de transportband verder wordt verzwakt. Zodra het het omslagpunt bereikt, wordt het snel uitgeschakeld.
Wat gebeurt er met het klimaat op het omslagpunt?
Het bestaan van het omslagpunt werd voor het eerst waargenomen in een sterk vereenvoudigd model van de beweging van de Atlantische Oceaan in het begin van de jaren zestig. De meest gedetailleerde klimaatmodellen die vandaag beschikbaar zijn, geven aan dat de kracht van de lopende band onder klimaatverandering zal blijven afnemen. Een plotselinge stopzetting van de Atlantische circulatie lijkt echter afwezig te zijn in deze klimaatmodellen.
Hier komt de rol van onze studie. We hebben een experiment uitgevoerd met behulp van een gedetailleerd klimaatmodel om het omslagpunt voor abrupte sluiting te vinden door de zoetwatertoevoer langzaam te verhogen.
We ontdekten dat zodra een transportband een kantelpunt bereikt, deze binnen honderd jaar niet meer werkt. De warmteoverdracht naar het noorden neemt sterk af, wat leidt tot plotselinge klimaatveranderingen.
Het resultaat: gevaarlijke kou in het noorden
Gebieden die door de Golfstroom worden getroffen, ontvangen veel minder warmte als de circulatie stopt. Hierdoor koelen de continenten Noord-Amerika en Europa enkele graden af.
Het Europese klimaat wordt meer beïnvloed door de Golfstroom dan andere regio’s. In onze ervaring heeft dit ertoe geleid dat delen van het continent met meer dan 3 graden Celsius per decennium zijn opgewarmd – veel sneller dan de huidige opwarming van de aarde van ongeveer 0,2 graden Celsius per decennium. We ontdekten dat delen van Noorwegen een temperatuurdaling van meer dan 36 F (20 C) zullen zien. Aan de andere kant zullen de temperaturen in regio’s op het zuidelijk halfrond met enkele graden stijgen.
Deze temperatuurveranderingen ontwikkelen zich over een periode van ongeveer 100 jaar. Dit lijkt misschien lang, maar is verrassend op typische klimaattijdschalen.
Het sluiten van de lopende band zal ook het zeeniveau en de neerslagpatronen beïnvloeden, waardoor andere ecosystemen mogelijk dichter bij omslagpunten komen te staan. Het Amazone-regenwoud is bijvoorbeeld kwetsbaar voor weinig regenval. Als het bosecosysteem zou worden omgezet in grasland, zou bij deze conversie koolstof vrijkomen in de atmosfeer en leiden tot het verlies van een waardevolle koolstofopslag, waardoor de klimaatverandering verder zou worden versneld.
De beweging van de Atlantische Oceaan is in het verre verleden aanzienlijk vertraagd. Tijdens ijstijden, toen de ijskappen die grote delen van de planeet bedekten, aan het smelten waren, vertraagde de instroom van zoet water de circulatie van de Atlantische Oceaan, wat leidde tot enorme klimaatschommelingen.
Wanneer zullen we dit keerpunt zien?
De grote vraag – wanneer zal de circulatie van de Atlantische Oceaan een omslagpunt bereiken – blijft onbeantwoord. De aantekeningen gaan niet ver genoeg terug om een duidelijke conclusie te geven. Hoewel een recente studie suggereerde dat de transportband snel een omslagpunt nadert, misschien binnen een paar jaar, gingen deze statistische analyses uit van verschillende aannames die de onzekerheid vergroten.
In plaats daarvan konden we een waarneembaar, op natuurkunde gebaseerd vroegtijdig waarschuwingssignaal ontwikkelen dat ook het transport van zoutgehalte aan de zuidgrens van de Atlantische Oceaan omvat. Zodra deze drempel is bereikt, zal het omslagpunt waarschijnlijk binnen één tot vier decennia komen.
De gevolgen voor het klimaat uit ons onderzoek onderstrepen de ernst van deze plotselinge ineenstorting van de lopende band. Veranderingen in temperatuur, zeeniveau en neerslag zullen ernstige gevolgen hebben voor de samenleving, en klimaatverschuivingen op menselijke tijdschalen kunnen niet worden gestopt.
Het lijkt misschien contra-intuïtief om je zorgen te maken over extreme kou naarmate de planeet warmer wordt, maar als de hoofdcirculatie van de Atlantische Oceaan stopt als gevolg van de instroom van te veel smeltwater, ligt dat gevaar op de loer.
“Reizende ninja. Onruststoker. Spekonderzoeker. Expert in extreme alcohol. Verdediger van zombies.”
More Stories
Menselijke activiteiten hebben een ernstige impact op de vloeistofstroom diep onder het aardoppervlak
Wie vliegt volgende maand als eerste met het Boeing Starliner-ruimteschip?
T. Rex een intelligente toolgebruiker en cultuurbouwer is? Niet zo snel, zegt nieuw onderzoek