NIZOZEMSKI znanstvenici objavili su nedavno rad koji sugerira da bi pomicanje Golfske struje prema sjeveru moglo poslužiti kao rani signal za jedan od najopasnijih klimatskih scenarija - kolaps sustava tzv. atlantske meridionalne prevratne oceanske cirkulacije (AMOC) koji održava klimu Europe relativno blagom.

Rad znanstvenika s Institute for Marine and Atmospheric Research na Sveučilištu u Utrechtu objavljen je u časopisu Communications Earth & Environment i temelji se na dosad najdetaljnijim računalnim simulacijama Atlantskog oceana.

Novo istraživanje pokazuje da bi promjene u putanji Golfske struje mogle poslužiti kao svojevrsni "rani alarm" za kolaps AMOC-a. Prema simulacijama nizozemskog tima, Golfska struja mogla bi naglo promijeniti položaj oko 25 godina prije kolapsa cirkulacije.

Kako funkcionira AMOC?

AMOC je golemi sustav morskih struja koji djeluje poput planetarnog transportnog pojasa. U površinskom sloju oceana prenosi toplu vodu iz tropskih područja prema sjevernom Atlantiku. Kako se voda hladi, postaje gušća (slana voda najgušća je na −2 do 0 °C, ovisno o salinitetu), tone i vraća se prema jugu u dubokim slojevima.

Taj proces pokreće razlika u temperaturi i slanosti vode pa se naziva termohalinska cirkulacija. Topla voda koju AMOC donosi prema sjeveru zagrijava zrak iznad Atlantika i ublažava zime u Europi, zbog čega zapadna Europa ima blažu klimu nego područja na istoj geografskoj širini u Sjevernoj Americi.

Upozorenja klimatologa

Znanstvenici već desetljećima upozoravaju da bi globalno zatopljenje moglo oslabiti ovaj sustav. Kako se Arktik zagrijava, ledenjaci i morski led se tope, a velike količine slatke vode ulaze u sjeverni Atlantik. Budući da je slatka voda manje gusta od slane, teže tone i slabi proces koji pokreće dubinsku cirkulaciju.

Neki radovi sugeriraju da je AMOC već znatno oslabio u posljednjih stotinjak godina te da je danas vjerojatno najslabiji u najmanje tisuću godina.

Kolaps tog sustava imao bi globalne posljedice. U mnogim dijelovima Europe zime bi postale hladnije, dok bi se u tropskim područjima promijenili obrasci oborina. Monsuni u Africi i Aziji mogli bi se poremetiti, što bi utjecalo na opskrbu hranom za milijarde ljudi. Istodobno bi razina mora uz istočnu obalu Sjeverne Amerike mogla naglo porasti.

Zbog toga znanstvenici pokušavaju pronaći rane znakove upozorenja koji bi signalizirali približavanje kritičnoj točki, tzv. tipping pointu - pragu nakon kojeg promjene postaju nagle i teško zaustavljive.

Pad od 10-ak stupnjeva C

Ivica Vilibić, oceanograf s Instituta Ruđer Bošković kaže da bi kolaps AMOC-a u sjeverozapadnoj Europi, osobito u Škotskoj i uz obale Norveške, donio prosječan pad temperature za nešto manje od deset stupnjeva.

"Drugim riječima, klima u tim krajevima bila bi slična klimi na sličnim geografskim širinama uz istočnu obalu sjeverne Amerike, primjerice u području Newfoundlanda. Ta anomalija temperature naglo bi se smanjivala prema srednjoj Europi, dok bi područje Sredozemlja, a time i Hrvatske, bilo 'netaknuto', barem u smislu prosječnih temperatura, dok bi oborina bilo nešto više, budući da bi se promijenile putanje ciklona nad Atlantikom. Ovdje riječ 'netaknuto' zapravo znači da bi područje Sredozemlja bilo pod utjecajem izraženog globalnog zatopljenja i svega ostalog što ide uz to", tumači.

Golfska struja već se seli

Novo istraživanje fokusira se na Golfsku struju, snažnu površinsku struju koja teče uz istočnu obalu SAD-a prije nego što skrene prema Europi. Ona je dio AMOC-a, ali i zaseban sustav kojim upravljaju i vjetrovi i rotacija Zemlje.

U modelu su istraživači postupno slabili AMOC i pratili reakciju Golfske struje. Kako je cirkulacija slabila, struja se postupno pomicala prema sjeveru i u modelu se tijekom duljeg razdoblja pomaknula oko 133 km.

No, zatim je uslijedio nagli skok - u samo dvije godine njezina putanja pomaknula se dodatnih 219 kilometara prema sjeveru. 

Signal 25 godina prije kolapsa

Najzanimljiviji nalaz studije je da se taj nagli pomak dogodio oko 25 godina prije početka kolapsa AMOC-a.

"Otkrili smo da se Golfska struja ponaša poput ranog upozorenja za kolaps cirkulacije", objasnili su autori studije. "Nagli pomak njezine putanje može signalizirati da se sustav približava kritičnoj točki."

Drugim riječima, promjene u jednoj poznatoj oceanskoj struji mogle bi otkriti što se događa u mnogo većem sustavu dubinskih struja.

Satelitske potvrde

Zanimljivo je da neka promatranja pokazuju da se Golfska struja u posljednjih nekoliko desetljeća doista pomaknula nešto sjevernije.

Istraživači su također primijetili slabljenje dubinske struje Deep Western Boundary Current koja teče ispod Golfske struje i predstavlja važan dio AMOC-a. Takva podudaranja između modela i mjerenja znanstvenici nazivaju "otiscima prsta" klimatskog sustava.

Kolaps možda već do sredine stoljeća?

Važno je naglasiti da to ne znači da je kolaps neizbježan niti da će se dogoditi uskoro. Klimatski modeli pokazuju različite scenarije. Neki sugeriraju da bi AMOC mogao kolabirati već sredinom stoljeća ako emisije stakleničkih plinova nastave rasti, dok drugi predviđaju sporije slabljenje bez potpunog kolapsa.

Vilibić kaže da je nova studija jedna od mnogih modelskih studija koje pokušavaju povezati "znakove vremena" s mogućim budućim scenarijima.

"Da, prateći satelitske podatke znamo da se Golfska struja već pomiče prema sjeveru, a prateći duboka mjerenja znamo da postoji blagi trend slabljenja duboke cirkulacije. No taj trend je još uvijek bitno manji od međugodišnje varijabilnosti. Stoga se postavlja pitanje je li opaženi pomak Golfske struje prema sjeveru rezultat slabljenja AMOC-a ili možda nečega drugoga što nije dosada pravilno uvaženo u modelima, kao što je vjetar, slabljenje Labradorske struje ili nešto treće. Potrebno je još dosta modeliranja i opažanja da bismo s dovoljnom vjerodostojnošću mogli tvrditi da je pomak Golfske struje povezan s kolapsom AMOC-a", tumači naš oceanograf.

René van Westen, jedan od autora studije, ističe da je Golfska struja u mnogim klimatskim modelima dosad bila previše pojednostavljena.

"U standardnim modelima Golfska struja je često ‘zaglađena’, pa se njezina dinamika ne vidi dovoljno jasno", rekao je za Live Science.

Procesori od računalnih igara

Vilibić kaže da nova studija predstavlja "mali kamenčić u mozaiku" našeg razumijevanja promjena strujanja u sjevernom Atlantiku.

"Viša rezolucija modela ne znači da su rezultati vjerodostojniji, to je samo jedan od preduvjeta. Stvarni problem je ogromna računalna snaga potrebna za simulacije. No neki modeli već se pokreću na grafičkim karticama koje su izvorno razvijene za računalne igrice, a GPU i kvantni procesori mogli bi uskoro omogućiti izvođenje stotina i tisuća klimatskih simulacija, čime bi se povećala vjerodostojnost rezultata", zaključuje Vilibić.