De oceaanomloop is drastisch vertraagd, en het kan niet volledig door Klimaatveranderingsmodellen worden verklaard.

(Rainer Lesniewski/iStock)

De daling is 10 keer groter dan verwacht

UNIVERSITEIT VAN WASHINGTON 21 JUL 2018

De opwarming van de aarde is niet de oorzaak van vertraging in een enorm circulatiepatroon in de Atlantische Oceaan, die in feite deel uitmaakt van een regelmatige, decennia lange cyclus die volgens een nieuw onderzoek de temperaturen in de komende decennia zal beïnvloeden.

Oceanografen maken zich zorgen over de stabiliteit op lange termijn van de circulatie in de Atlantische Oceaan en eerdere studies tonen aan dat deze de afgelopen tien jaar dramatisch is vertraagd.

"Klimaatwetenschappers hebben verwacht dat de Atlantische kantelende circulatie op lange termijn zal afnemen onder invloed van de opwarming van de aarde, maar we hebben pas sinds april 2004 directe metingen van de sterkte ervan. En de sindsdien gemeten daling is 10 keer groter dan verwacht," zegt overeenkomstige auteur Ka-Kit Tung, een professor in toegepaste wiskunde aan de Universiteit van Washington met een bijkomende benoeming in atmosferische wetenschappen.

(Ka-Kit Tung/U. Washington)

Het bovenste paneel toont de wereldwijde gemiddelde veranderingen in oppervlaktetemperatuur sinds 1950, met twee periodes van tragere veranderingen en een periode van snelle opwarming van 1975 tot 2000. 

De onderste panelen tonen de sterkte van de Atlantische kantelende circulatie. De blauwe (en rechts paarse) kromme is het zoutgehalte ten noorden van 45N, een indirecte maat of proxy voor de circulatiesterkte. De groene kromme is een vastgesteld proxy van de circulatie. 

"Velen hebben zich gericht op het feit dat het zeer snel afneemt, en dat als de trend zich voortzet zal het voorbij een omslagpunt, waardoor een ramp zoals een ijstijd. Het blijkt dat dit alles in de nabije toekomst niet zal gebeuren. De snelle reactie kan in plaats daarvan deel uitmaken van een natuurlijke cyclus en er zijn tekenen dat de daling al aan het eindigen is.

Een gigantische cyclus

De resultaten hebben gevolgen voor de opwarming van het aardoppervlak. De snelheid van de stroming bepaalt hoeveel oppervlaktewarmte naar de diepere oceaan wordt overgedragen, en een snellere circulatie zou meer warmte naar de diep Atlantische Oceaan sturen. Als de stroom afneemt, dan zal het minder warmte opslaan en zal de aarde waarschijnlijk een snellere luchttemperatuurstijging zien dan de snelheid sinds 2000.

"De globale klimaatmodellen kunnen projecteren wat gaat gebeuren op lange termijn als de kooldioxidestijging met een bepaalde hoeveelheid stijgt, maar zij hebben momenteel de capaciteit niet om oppervlakteopwarming in de volgende decennia te voorspellen, die een kennis vereist van hoeveel de bovenmatige hitte die door broeikasgassen wordt gevangen door de oceanen wordt geabsorbeerd," Tung zegt.

De Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is een transportband die oppervlaktewater noordwaarts in de Atlantische Oceaan brengt; van daar uit zinkt het zwaardere zoute water en keert op diepte terug vanuit de Labrador en de Noordse zeeën, vlakbij de Noordpool, helemaal zuidwaarts naar de Zuidelijke Oceaan.

De meeste mensen zijn geïnteresseerd in wat er aan de oppervlakte gebeurt - de Golfstroom en de bijbehorende Atlantische stromingen transporteren warmer water naar het noorden, waardoor de temperaturen in West-Europa mild zijn.

De onderstaande lijnen tonen verschillende manieren om de sterkte van de Atlantische kantelende circulatie te meten. Rechtstreekse monitoring begon pas in 2004, zodat andere oceanische maatregelen nodig zijn om de dataset uit te breiden tot 1950.

(Ka-Kit Tung/U. Washington)

Maar het nieuwe document stelt dat de belangrijkste stap, vanuit klimaatperspectief, is wat er daarna gebeurt. In de Noord-Atlantische oceaan zinkt het zoute water uit de tropen bijna een mijl (1.500 meter). De warmte wordt hierdoor van het oppervlak afgevoerd.

Veranderingen in de sterkte van de AMOC zijn van invloed op de hoeveelheid warmte die onze atmosfeer verlaat. De nieuwe studie maakt gebruik van een combinatie van gegevens van Argo drijvers, temperatuurmetingen aan boord van schepen, getijdenrecords, satellietbeelden van zee-oppervlaktehoogte die uitstulpingen van warm water kunnen tonen, en recente high-tech tracking van de AMOC zelf om te suggereren dat zijn sterkte fluctueert als onderdeel van een ongeveer 60- tot 70-jarige, zelfversterkingscyclus.

Als de stroming sneller is, stroomt er meer van het warme, zoute tropische water naar de Noord-Atlantische Oceaan. Door de jaren heen smelten er meer gletsjers, en uiteindelijk maakt het zoete water het oppervlaktewater lichter en zal het minder snel zinken, waardoor de stroming vertraagt.

Wanneer de AMOC zich in een langzame fase bevindt, wordt de Noord-Atlantische oceaan koeler, smelt het ijs langzamer, en uiteindelijk droogt de zoetwatersmeltbron op en kan het zwaardere zoute water weer dalen, wat de hele circulatie versnelt.

De nieuwe studie betoogt dat deze stroom niet instort, maar slechts de overgang maakt van de snelle fase naar de tragere fase - en dat dit implicaties heeft voor de verwarming aan de oppervlakte.

Kijken naar het verleden om de toekomst te voorspellen

Van 1975 tot 1998 bevond de AMOC zich in een langzame fase. Door de accumulatie van broeikasgassen in de atmosfeer is de aarde aan het aardoppervlak sterk opgewarmd.

Van ongeveer 2000 tot nu toe bevindt de AMOC zich in de snellere fase, en door de toegenomen warmteafvoer in de Noord-Atlantische Oceaan wordt overtollige warmte aan het aardoppervlak afgevoerd en diep in de oceaan opgeslagen.

"We hebben ongeveer één cyclus van waarnemingen op diepte, dus we weten niet of het periodiek is, maar op basis van de oppervlakteverschijnselen denken we dat het zeer waarschijnlijk dat het periodiek is," zegt Tung.

Het nieuwe artikel ondersteunt het eerdere onderzoek van de auteurs, waaruit blijkt dat sinds 2000, toen waarnemingen wijzen op een vertraging van de opwarming van het oppervlak, de warmte diep in de Atlantische Oceaan is opgehoopt. De nieuwe studie toont aan dat dit dezelfde periode is waarin de Atlantische kantelcirculatie zich in een snelle fase bevond.

Recente metingen van de dichtheid in de Labradorzee suggereren dat de cyclus begint te verschuiven, zegt Tung.

Dat betekent dat de AMOC de komende jaren niet langer meer de overtollige warmte van broeikasgassen diep de Noord-Atlantische Oceaan in stuurt.

"Het goede nieuws is dat de indicatoren laten zien dat deze vertraging van de Atlantische kantelende circulatie ten einde loopt, en dus moeten we niet bang zijn dat deze stroom snel zal instorten," zegt Tung. "Het slechte nieuws is dat de oppervlaktetemperaturen de komende decennia waarschijnlijk sneller zullen beginnen te stijgen.

Het papier verschijnt in "Nature".

Andere auteurs zijn van de Ocean University of China en Qingdao National Laboratory of Marine Science and Technology. De studie werd gefinancierd door de US National Science Foundation, de Natural Science Foundation of China, het National Key Basic Research Program of China en een Frederic en Julia Wan begiftigd hoogleraarschap.

Source: University of Washington