Смещение Гольфстрима может сигнализировать о коллапсе океанических течений

Постепенное смещение Гольфстрима к северу стало еще одним свидетельством ослабления системы течений, поддерживающей тепло в Европе. Более того, моделирование показывает, что любое резкое смещение Гольфстрима может сигнализировать о неизбежном, катастрофическом коллапсе океанических течений. Результаты нового исследования были опубликованы в Nature Communications Earth & Environment.

Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (АМОК) — это поток теплой соленой поверхностной воды из тропиков в северо-западную Европу, где она охлаждается и опускается, возвращаясь на юг вдоль океанского дна. Часть этой циркуляции, идущая от Мексиканского залива вдоль восточного побережья США до Северной Каролины, где она отклоняется на восток в Атлантику, называется Гольфстримом.

Ожидается, что АМОК ослабнет по мере того, как таяние ледяного щита Гренландии будет сбрасывать пресную воду в северную часть Атлантического океана, разбавляя плотную соленую воду АМОК и замедляя скорость ее опускания и течения на юг. Некоторые исследования предполагают, что это уже происходит, но у ученых нет прямых доказательств. Теперь же исследование, проведенное Рене ван Вестеном и Хенком Дейкстрой из Утрехтского университета в Нидерландах, показало, что ослабление Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC) сместит траекторию Гольфстрима так, что он будет следовать вдоль побережья США дальше на север, прежде чем свернуть в Атлантику.

Более того, согласно спутниковым данным, Гольфстрим уже сместился на север примерно на 50 километров за 30 лет.

«Это то, что мы можем измерить», — говорит ван Вестен. «Поэтому весьма вероятно, что это отражает ослабление AMOC».

Реконструкции, оценивающие скорость течения AMOC на основе исторических данных о температуре моря, предполагают, что оно ослабло на 15 процентов с 1950 года. Но фактическое течение отслеживалось с помощью стационарных приборов только с 2004 года, чего недостаточно, чтобы сказать, являются ли наблюдаемые изменения естественными колебаниями или тенденцией.

«Поэтому мы пытаемся разработать альтернативные подходы, такие как траектория Гольфстрима», — говорит ван Вестен.

Модель в исследовании представляет мир в пикселях размером 10 километров, а не в типичных 100 километрах, что позволяет исследователям отслеживать выпуклость, где Гольфстрим переносит массы воды.

Траектория выпуклости меняется из-за Глубинного Западного Пограничного Течения, одного из рукавов Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (АМОК), несущего холодную соленую воду на юг вдоль морского дна. Это течение обычно течет вдоль побережья Северной Америки под Гольфстримом, тяну его на юг. По мере ослабления АМОК ослабевает и Глубинное Западное Пограничное Течение, и кривая Гольфстрима постепенно смещается на север.

Однако через 392 года после начала моделирования Гольфстрим смещается более чем на 200 километров к северу всего за два года. Через двадцать пять лет после этого АМОК разрушается. Предыдущие исследования показали, что такой коллапс резко похолодает в Европе; в Лондоне могут наблюдаться похолодания до -20°C, а в Осло, Норвегия, — до -48°C.

Моделирование представляет собой идеализированный сценарий, который не предполагает коллапса Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (АМОК) через 400 лет. Но оно предполагает, что резкое изменение направления Гольфстрима может служить ранним предупреждением о надвигающемся прекращении АМОК — единственным известным нам предварительным индикатором. Хотя к тому моменту может быть уже слишком поздно, чтобы избежать коллапса АМОК, Европа могла бы подготовиться, утеплив дома и найдя более южные места для выращивания продуктов питания.

«Сейчас существует очень надежный индикатор раннего предупреждения, который действительно срабатывает», — говорит ван Вестен. «Его можно очень легко измерить».

Но в реальном мире неясно, как долго после изменения направления Гольфстрима может произойти коллапс АМОК. А прогнозы относительно того, когда АМОК может прекратиться, варьируются от десятилетий до столетий.

Океанограф Дэн Сейдов предупреждает, что пресная вода из Гренландии может «подпитывать» Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию (АМОК) с другой скоростью и в другом месте, чем предполагает модель.

«Как, когда и почему это может произойти, — вот главный вопрос, — говорит он. — Если это произойдет так, как предписано моделью, то Гольфстрим может стать предвестником и подать предупреждающий сигнал».

Хотя связь между резким сдвигом и коллапсом АМОК необходимо будет подтвердить другими моделями, это исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что АМОК уже замедляется, говорит Стефан Рамсторф из Потсдамского университета в Германии.

«Это замедление происходит раньше, чем в сценариях глобального потепления, — говорит он. — Климатические модели, похоже, недооценивают проблему и, следовательно, потенциально то, как скоро будет достигнута критическая точка АМОК».