Ar Europą šildančias Atlanto sroves galima atkurti? Tyrime išryškėjo viena būtina sąlyga

Smarkiai susilpnėjusi Atlanto vandenyno cirkuliacija galėtų atsigauti, tačiau tam reikėtų mažinti vidutinę pasaulio temperatūrą – vien sustabdyti jos kilimą nepakaktų. Tokią išvadą pateikė Danijos meteorologijos instituto mokslininkai, klimato modelyje išbandę atšilimo ir vėlesnio vėsimo scenarijus. Pagal šilčiausius scenarijus srovių atsigavimas užtruko šimtmečius, o prarastas Grenlandijos ledas kartu su jomis neatsikūrė.

Kalbama apie AMOC – Atlanto meridioninę apsivertimo cirkuliaciją, pernešančią šilumą iš tropikų į šiaurę. Jos stiprus susilpnėjimas galėtų lemti šaltesnes žiemas dalyje Europos, pakeisti kritulių pasiskirstymą Afrikoje ir Azijoje bei prisidėti prie jūros lygio kilimo prie Šiaurės Amerikos krantų. Žurnale „Science Advances“ paskelbtas darbas nagrinėja ilgalaikį šios sistemos atsparumą, todėl jo rezultatų negalima laikyti artimiausios žiemos prognoze.

Kas yra AMOC ir kodėl ji svarbi Europai?

AMOC yra plati vandenyno cirkuliacijos sistema, jungianti paviršinių ir giluminių vandenų judėjimą. Šiltas, sūrus vanduo teka šiaurės kryptimi, atiduoda šilumą atmosferai, atvėsta ir tampa tankesnis. Dalis jo nugrimzta į gilumą ir juda atgal į pietus. Šis procesas padeda paskirstyti šilumą tarp skirtingų Atlanto regionų.

Vakarų Europai tokia šilumos pernaša ypač reikšminga: ji prisideda prie švelnesnio klimato, nei būtų be šios sistemos. Cirkuliacijai stipriai susilpnėjus, šiaurę pasiektų mažiau šilumos. Dėl to regioninis vėsimas galėtų vykti net tada, kai visos planetos vidutinė temperatūra kyla. Pasaulinis atšilimas nereiškia, kad kiekviena teritorija šyla vienodai ir visais metų laikais.

Kodėl Atlanto cirkuliacija gali silpnėti?

Vienas svarbiausių veiksnių – paviršinio vandens tankio pokyčiai. Šiaurės Atlanto vanduo šyla, o tirpstanti Grenlandijos ledo danga papildo jį gėlu vandeniu. Mažėjant druskingumui ir kylant temperatūrai, vandeniui tampa sunkiau grimzti. Tai trikdo vieną iš cirkuliaciją palaikančių procesų.

Pasekmės galėtų apimti ne tik temperatūrą. Pakitęs Atlanto šilumos pasiskirstymas veiktų atmosferos cirkuliaciją, vėjus ir kritulius. Afrikoje bei Azijoje tai galėtų sutrikdyti musonus, nuo kurių priklauso pasėliai ir vandens ištekliai. Todėl mokslininkams svarbu suprasti ne vien galimą silpnėjimo mastą, bet ir tai, ar sistema galėtų vėl sustiprėti pasikeitus sąlygoms.

Kaip mokslininkai patikrino galimybę procesą atsukti atgal?

Chunchengo Guo vadovaujama Danijos meteorologijos instituto komanda naudojo modelį, apimantį atmosferą, vandenynus ir Grenlandijos ledo dangą. Vidutinę pasaulio temperatūrą mokslininkai kėlė po 0,2 °C per dešimtmetį, vėliau ją stabilizavo ir pradėjo mažinti. Taip buvo galima stebėti ne tik sistemos silpnėjimą, bet ir jos reakciją į vėsimą.

Eksperimentai apėmė iki 10 °C atšilimo, palyginti su ikipramoniniu laikotarpiu, scenarijus. Šios vertės pasirinktos sistemos elgesiui tirti, o ne kaip neišvengiamos ateities prognozė. Modelyje, temperatūrai pakilus 7 °C, AMOC stiprumas sumažėjo maždaug iki trečdalio pradinės vertės. Pasiekus 10 °C atšilimą ji buvo itin silpna, tačiau visiškai nesustojo.

Planetai pradėjus vėsti, cirkuliacija vėl stiprėjo. Nors kai kuriose Šiaurės Atlanto dalyse vandens grimzdimas beveik nutrūko, kitur jis tęsėsi. Traukiantis jūros ledui atsirado naujų vietų, kur vanduo galėjo atvėsti ir grimzti. Šis išlikęs judėjimas padėjo sistemai atsigauti, kai temperatūra ėmė mažėti.

Ar Europą šildančias Atlanto sroves galima atkurti

Kodėl neužtektų vien sustabdyti pasaulinį atšilimą?

Modeliuojant išryškėjo skirtumas tarp temperatūros stabilizavimo ir jos mažinimo. Temperatūrai nustojus kilti, AMOC paprastai likdavo susilpnėjusi. Reikšmingas atsigavimas prasidėdavo tik planetai vėstant. Tai reiškia, kad sustabdyti tolesnį sistemos silpnėjimą ir atkurti ankstesnį jos stiprumą būtų skirtingi uždaviniai.

Vienas teoriškai galimų vėsinimo būdų – pašalinti anglies dioksidą iš atmosferos ir ilgam jį saugoti. Tačiau „New Scientist“ pateikiamais skaičiavimais, tyrime naudotam vėsimo tempui pasiekti reikėtų pašalinti apie 45 milijardus tonų CO₂ kasmet. Tai panašu į dabartinio metinio žmonijos anglies dioksido išmetimo mastą.

Straipsnyje aptariamos naujosios CO₂ šalinimo technologijos, įskaitant tiesioginį surinkimą iš oro ir pagreitintą uolienų dūlėjimą, pašalina apie du milijonus tonų per metus. Reikalingas pajėgumas būtų daugiau nei 20 tūkstančių kartų didesnis. Šis palyginimas rodo, kodėl modelyje nustatyta atsigavimo galimybė dar nėra praktiškai įgyvendinamas gelbėjimo planas.

Ar vandenyno srovių atsigavimas sugrąžintų ankstesnį klimatą?

AMOC sustiprėjimas nepanaikintų visų ankstesnio atšilimo pasekmių. Šilčiausiuose scenarijuose atsigavimas užtruko šimtmečius, todėl kelios žmonių kartos gyventų pasikeitusiomis sąlygomis. Utrechto universiteto mokslininkas René van Westenas taip pat atkreipia dėmesį, kad atsinaujinusi šilumos pernaša galėtų paspartinti Europos atšilimą po ilgo vėsesnio laikotarpio. Gyventojams ir infrastruktūrai tektų prisitaikyti prie dar vieno pokyčio.

Grenlandijos ledo danga modelyje buvo sunkiau atkuriama nei vandenyno cirkuliacija. Pagal vieną scenarijų, pasauliui atšilus 6 °C ir vėliau sugrįžus į ikipramoninę temperatūrą, Grenlandijoje liko tik maždaug pusė pradinės ledo masės. Nuostolis atitiko apie 3,5 metro jūros lygio pakilimą. Temperatūros sugrįžimas savaime nesugrąžino prarasto ledo.

Ar galima numatyti, kada pokyčius pajustų Lietuva?

Šis tyrimas nepateikia konkretaus termino Lietuvai ir neleidžia nurodyti, kiek laipsnių atšaltų jos žiemos. Jame nagrinėjama visos Atlanto sistemos reakcija į ilgalaikius temperatūros pokyčius. Konkretaus regiono orams įtakos turi ir atmosferos procesai, todėl iš bendro AMOC silpnėjimo scenarijaus negalima tiesiogiai išvesti atskiro miesto ar vieno sezono prognozės.

Kol kas nėra tiksliai nustatyta, ar ir kada cirkuliacija galėtų visiškai žlugti. Tiesioginių matavimų laikotarpis palyginti trumpas, o modeliai skirtingai vertina būsimo silpnėjimo mastą. Dėl to praktiškai svarbu nesupainioti ilgalaikės klimato rizikos su teiginiu, kad jau šiemet neišvengiamai prasidės ekstremali žiema.

Kokius tyrimo apribojimus dar reikės patikrinti?

Rezultatai gauti naudojant vieną klimato modelį, kuris gali pervertinti AMOC atsparumą. Komanda planuoja eksperimentus pakartoti su dešimčia kitų modelių ir palyginti, ar juose išliks panaši atsigavimo eiga. Ypač svarbu patikrinti vandens grimzdimo vietų pokyčius ir jų vaidmenį palaikant susilpnėjusią cirkuliaciją.

Eksperimentuose temperatūra kilo ir mažėjo laipsniškai. Staigus didelio gėlo vandens kiekio antplūdis į Šiaurės Atlantą galėtų sukelti kitokią reakciją, todėl šis darbas neatsako į visus galimus sistemos žlugimo scenarijus. Tolesni tyrimai turės parodyti, kokiomis sąlygomis atsigavimas išlieka įmanomas ir kiek laiko jis truktų skirtinguose modeliuose.