Klimatická změna a oceánské proudění: Hrozí kolaps Atlantické meridionální cirkulace?

Planeta se rekordně otepluje a poslední týdny patří k nejteplejším od začátku měření. Přesto může část Evropy čekat mrazivá budoucnost.

Podle nové studie by se část systému oceánského proudění napojená na Golfský proud mohla zhroutit již v roce 2025. Zastavení životně důležitých oceánských proudů, kterým vědci říkají Atlantická meridionální cirkulace (AMOC), by mělo katastrofální dopady na klima a život v severních částech Evropy.

V nové studii zveřejněné v odborném žurnálu Nature Communications vědci z Institutu Nielse Bohra a katedry matematických věd Kodaňské univerzity předpovídají, že některé části systému oceánských proudů, který v současnosti přenáší chlad a teplo mezi severoatlantickou oblastí a tropy, se zcela zastaví.

Dospěli k tomu pomocí pokročilých statistických nástrojů a údajů o teplotě oceánů za posledních 150 let. AMOC se podle této analýzy zhroutí s 95procentní jistotou mezi lety 2025 a 2095. Může to mít za následek velké problémy, zejména oteplení v tropech a zvýšenou bouřlivost v oblasti severního Atlantiku. AMOC je napojený na části Golfského proudu, tvoří ale jen asi deset procent jeho objemu.

„Vypnutí AMOC může mít velmi vážné důsledky pro zemské klima, například tím, že změní globální rozložení tepla a srážek. Zatímco ochlazení Evropy se může zdát méně závažné, protože zeměkoule jako celek se otepluje a vlny veder se vyskytují častěji, toto vypnutí přispěje k většímu oteplení tropů, kde rostoucí teploty již způsobily náročné životní podmínky,“ říká profesor Peter Ditlevsen z Institutu Nielse Bohra.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

„Náš výsledek podtrhuje důležitost co nejrychlejšího snížení globálních emisí skleníkových plynů,“ dodává vědec.

Jeho výpočty jsou přitom v rozporu s poselstvím poslední zprávy IPCC, která na základě simulací klimatických modelů považuje náhlou změnu takové oceánské cirkulace v průběhu tohoto století za velmi nepravděpodobnou.

Teplota hladiny

Předpověď vědců vychází z pozorování varovných signálů, které oceánské proudy vykazují, když se stávají nestabilními. Tyto signály včasného varování byly zaznamenány už dříve, ale teprve nyní vývoj pokročilých statistických metod umožnil předpovědět, kdy přesně dojde ke kolapsu.

Vědci analyzovali teploty mořské hladiny v určité oblasti severního Atlantiku od roku 1870 do současnosti. Tyto teploty jsou „otisky prstů“ svědčícími o síle AMOC, která se přímo měří teprve posledních 15 let. „Pomocí nových a zdokonalených statistických nástrojů jsme provedli výpočty, které umožňují spolehlivěji odhadnout, kdy s největší pravděpodobností dojde ke kolapsu této cirkulace, což se nám dříve nepodařilo,“ vysvětluje profesorka Susanne Ditlevsenová.

Atlantická meridionální cirkulace, zkráceně AMOC, je systém oceánských proudů zásadně ovlivňující regionální i globální klima. Podle nejnovější studie je nyní Atlantická meridionální cirkulace nejslabší za poslední tisíciletí. Za zeslábnutím stojí zejména přísun obrovského množství sladké vody z odtávajících ledovců v Grónsku a vědci tvrdí, že se cirkulace blíží ke svému bodu zlomu. „Je to špatná zpráva pro klimatický systém a lidstvo,“ komentují vědci výsledky své studie.

Čtěte také: Klimatická změna: podrobný pohled

Pojmem bod zlomu se označuje okamžik, po jehož překročení se dříve stabilní klimatický systém zásadně promění nebo zkolabuje. Bod zlomu tak přináší mnohá rizika. Mohou se totiž zcela změnit podmínky, na kterých bylo doposud závislé naše hospodářství, společnost a životy. Přesné stanovení bodu zlomu Atlantické meridionální cirkulace však zůstávalo dlouho předmětem vědeckých debat.

Systém mořských proudů v Atlantském oceánu - Atlantická meridionální cirkulace (AMOC) -, jehož nejvýraznější součástí je Golfský proud, představuje obrovský výměník, který přenáší teplo z tropů směrem k severnímu pólu. V posledních desetiletích však vědci pozorují postupné zpomalování této cirkulace. "Očekáváme, že AMOC se bude v průběhu 21. století dále zpomalovat," uvádí studie publikovaná v prestižním časopise PNAS.

Výzkumný tým využil počítačové klimatické modely ke srovnání dvou scénářů - jeden počítal se zpomalenou cirkulací, druhý předpokládal její zachování na současné úrovni. Výsledky ukázaly, že zpomalení oceánských proudů by mohlo do konce století snížit oteplování Arktidy až o 2 °C.

Role mořského ledu

Hlavním důvodem tohoto ochlazujícího efektu je vliv na mořský led. Když se oceánské proudy zpomalí, přenášejí méně teplé vody do arktické oblasti. To pomáhá zachovat větší množství mořského ledu, který díky své bílé barvě odráží sluneční záření zpět do vesmíru.

"Zjistili jsme, že oslabený AMOC může zmírnit roční průměrné oteplování Arktidy o 2 °C do konce století," shrnují autoři studie.

Čtěte také: Větrná energie a klima v ČR

Tento efekt je zvláště výrazný v oblasti jižně od Grónska, kde může být ochlazení až o 5 °C. Je to způsobeno tím, že zde dochází k největšímu poklesu přenosu tepla oceánskými proudy.

Ochlazující efekt se navíc v průběhu roku mění. Největší vliv má během chladných měsíců od prosince do března. V létě je efekt menší, protože tehdy hraje největší roli přímé sluneční záření a jeho odraz od ledových ploch.

"Zpomalený AMOC a jeho související změny v přenosu tepla oceánem vedou ke zvýšenému pohlcování tepla oceánem a ochlazování povrchu," vysvětlují vědci v publikaci. Oceán v podstatě funguje jako obrovský zásobník tepla, který může teplo buď přijímat, nebo vydávat do atmosféry.

Oceán jako klimatický regulátor

Oceány hrají důležitou roli. Fungují jako obrovský termostat naší planety - dokáží pohltit ohromné množství tepla a postupně ho uvolňovat. Zpomalení oceánských proudů proto může mít dalekosáhlé důsledky.

"Arktické zesílení, tedy neproporcionální oteplování Arktidy ve srovnání s globálním průměrem, má dalekosáhlé účinky na povětrnostní vzorce, ekosystémy a uhlíkový cyklus," zdůrazňují autoří význam svého zjištění. Každý mechanismus, který může toto zesílené oteplování zmírnit, je proto důležitý pro pochopení budoucích klimatických změn.

Když se zpomalí oceánské proudy, změní se nejen přenos tepla, ale i vlhkosti a další charakteristiky atmosféry. Zpomalení AMOC ovlivňuje i tvorbu oblačnosti nad severním Atlantikem.

V oblasti takzvané "severoatlantické díry" - regionu jižně od Grónska - se při zpomalení proudění zvyšuje množství nízké oblačnosti. Ta následně funguje jako další faktor ovlivňující místní teploty. Oblaky totiž mohou buď odrážet sluneční záření zpět do vesmíru (ochlazující efekt), nebo zadržovat teplo vyzařované ze zemského povrchu (oteplující efekt).

Vliv na globální klima

Prostřednictvím atmosférické a oceánské cirkulace se změny přenášejí do nižších zeměpisných šířek. Mohou ovlivnit jet stream (tryskové proudění) - silné větry ve výšce několika kilometrů, které významně ovlivňují počasí v mírném pásmu.

Zpomalení Golfského proudu a celého systému AMOC bude mít pravděpodobně významný vliv na evropské počasí, ale přesný rozsah a charakter těchto změn zůstává předmětem výzkumu. Studie naznačuje, že nejvýraznější ochlazení (až o 5 °C) lze očekávat v oblasti jižně od Grónska. To by mohlo ovlivnit atmosférickou cirkulaci nad severním Atlantikem včetně drah tlakových níží, které přinášejí počasí do Evropy.

Změny v přenosu tepla a vlhkosti by mohly ovlivnit také srážkové vzorce nad evropským kontinentem. Oceány naší planety jsou protkány sítí mořských proudů s různě teplou a různě slanou vodou, které se souhrnně označují jako termohalinní výměník. V Atlantickém oceánu je jeho součástí Atlantická meridionální cirkulace (AMOC, Atlantic meridional overturning circulation), v rámci které proudí teplá, slaná voda v horních vrstvách Atlantiku směrem na sever a v hlubokých vrstvách se na jih vrací chladná méně slaná voda.

Vědce už dlouho zneklidňuje záhadná oblast Atlantiku jižně od Grónska, která po celou tu dobu, na rozdíl od okolních vod, odolává postupujícímu oteplování. Teplota mořské vody se tam za poslední století nezvýšila, spíše naopak. Vysvětlení této záhady nedávno nabídl vědecký tým Kalifornské univerzity v Riverside, jejichž výzkum zveřejnil odborný časopis Communications Earth & Environment.

Změny proudění v oceánu

Wei Liu a Kai-Yuan Li jsou přesvědčeni, že nejlepším vysvětlením, které zahrnuje pozorované vlastnosti mořské vody v této části Atlantiku, je zpomalování zmíněné Atlantické meridionální cirkulace. Když tento ohromný výměník, který přepravuje teplou a slanou vodu z tropů na sever Atlantiku zpomalí, znamená to, že se na sever dostává méně tepla. V oblasti jižně od Grónska se pokles množství tepla projevuje v největší míře.

Liu a Li své závěry stavějí na analýze klimatických dat sesbíraných během posledního století, spolu s přímým pozorováním proudění AMOC, které je k dispozici zhruba za posledních 20 let. Badatelé rekonstruovali změny v systému mořské proudění a pak je porovnali s téměř 100 různými klimatickými modely.

Vědci dospěli k jednoznačnému závěru, že pozorované ochlazení na jihu Grónska může vysvětlit jedině oslabení mořského proudění AMOC, které v této oblasti způsobuje ochlazování oceánu. Tento proces může mít dalekosáhlé důsledky.

Kolaps oceánského proudění, který se stal inspirací pro katastrofický film „Den poté“, může nastat už v tomto století. Na tento trend poukazují už dřívější výzkumy. V jejich studii se píše, že AMOC může existovat ve dvou stabilních stavech: silnější, rychlejší, na který se dnes spoléháme, a další, který je mnohem pomalejší a slabší. Předchozí odhady předpovídaly, že proud přejde do svého slabšího režimu někdy v příštím století.

Klimatická změna ale oceánské proudy zpomaluje. Zmíněná „brzda“ je silnější, než ukazovala většina dřívějších klimatických modelů. Přímé údaje o síle AMOC jsou zaznamenávány teprve od roku 2004. Zavedením těchto dat do statistického modelu vědci změřili klesající sílu a odolnost oceánského proudu.

Klimatolog Jonathan Foley upozornil, že pokud by kolaps AMOC vskutku nastal, měl by vážné důsledky. Antarktický cirkumpolární proud kvůli tání ledu na Antarktidě zpomaluje. Dopady mohou být poměrně zásadní - na zvyšování hladiny moří, oteplování oceánů a životaschopnost mořských ekosystémů.

Antarktické proudění navíc funguje jako bariéra, která brání pronikání invazních druhů z jiných kontinentů do Antarktidy. Je, respektive až doposud bylo, tak silné, že ho mořské druhy nedokázaly překonat. Ale s tím, jak se ACC zpomaluje a slábne, roste pravděpodobnost, že se takové druhy dostanou na antarktický kontinent, což může mít vážný dopad na potravní řetězec, který může například změnit dostupnou stravu antarktických tučňáků.

ACC, který je více než čtyřikrát silnější než Golfský proud, je klíčovou součástí světového „oceánského dopravního pásu“, který přemisťuje vodu po celé zeměkouli a spojuje Atlantický, Tichý a Indický oceán. Je hlavním mechanismem výměny tepla, oxidu uhličitého, chemických látek, ale také obrovského množství biomasy, která tímto mocným proudem putuje jako obří dálnicí.

Toto zpomalení bude podobné i v případě, kdy by se emise podařilo snížit, ale tání ledu bude v důsledku setrvačnosti pokračovat, což řada jiných studií předpokládá.

„Výzkumy ukázaly, že tato cirkulace zpomalila na nejnižší tempo za více než tisíc let,“ upozorňuje Stefan Rahmstorf z postupimského Institutu pro výzkum změny klimatu.

Golfský proud zpomaluje, ale dopad na počasí může být paradoxní. „Pokud ale jen zpomaluje - a podle našich odhadů už oslabil o 15 procent -, tak se ochlazení omezí pouze na oceán a nedostane se na pevninu. Ale už teď ovlivňuje pohyb systémů nízkého a vysokého atmosférického tlaku i tryskové proudění,“ říká Rahmstorf.

Nad zmíněnou chladnou oblasti častěji sedí nízký tlak. „To znamená, že tryskové proudění se stáčí kolem jižního okraje této chladné plochy vzhledem k tomu, že nízký tlak se na severní polokouli pohybuje proti směru hodin. A to přivádí do Evropy větry z jihozápadu.

Zpomalení proudů Souvislost vln veder v Evropě lze přímo spojit se změnou mořského proudění, odkazuje se klimatolog na aktuální studie. Mezivládní panel OSN pro změnu klimatu (IPCC) ve svých zprávách upozorňuje, že cirkulace mořských proudů s velkou pravděpodobností bude zpomalovat až do roku 2100.

„Osobně mám velkou důvěru v to, že dochází ke zpomalování proudění. Nejen kvůli té chladné oblasti v oceánu, ale máme také záznamy z mořských sedimentů za posledních asi tisíc let z různých míst Atlantiku. I ty ukazují na zpomalení proudění ve 20. století, které je v kontextu mnoha set let bezprecedentní,“ dodává Rahmstorf.

Měření se provádí permanentně pomocí přístrojů zakotvených v oceánu a v různých hloubkách. „Aby to mělo smysl a věděli jsme, co se děje, je třeba to provádět desítky let. Ale vyplatí se to, protože jde o extrémně důležitou část klimatického systému.“

V odborném magazínu Nature Geoscience odborníci zveřejnili studii založenou na měření teplot a pohybu sedimentů, z níž vyplývá, že takzvaná Atlantická jižní cirkulace (AMOC) výrazně zpomalila. "Velmi pravděpodobně je to způsobeno emisemi skleníkových plynů, protože pro zpomalení jiné přesvědčivé vysvětlení neexistuje," tvrdí Stefan Rahmstorf, jeden z autorů studie z Institutu pro zkoumání změn klimatu v německé Postupimi.

Golfský proud je oceánské proudění, které unáší teplou vodu z tropů podél východního pobřeží severoamerického kontinentu. Za poslední století proud zpomalil o 15 procent a podle Rahmstorfa už tím citelně ovlivňuje vzorce počasí, například v jižní Evropě jsou kvůli tomu častější vlny extrémních veder.

Jedním z důvodů, proč atlantický systém proudění zpomaluje, je tání ledu v Grónsku, kde se do oceánu dostává obrovské množství chladné sladké vody, která ovlivňuje proces zanořování proudu ke dnu.

Jiný výzkum zveřejněný v časopise PLAS tvrdí, že tempo globálního oteplování se zvyšuje, což může Golfský proud zcela zastavit. "Stále se vede široká debata o tom, zda bod zvratu v atlantickém proudění už je na spadnutí," řekl Lohmann.

Circulace funguje v současném režimu od poslední doby ledové, kdy zkolabovala. K náhlým klimatickým skokům mezi současným stavem AMOC a zhrouceným stavem došlo v souvislosti s klimatem doby ledové už pětadvacetkrát. Jedná se o takzvané Dansgaard-Oeschgerovy události, které byly pozorovány v ledových jádrech z grónského ledovce. Při těchto událostech byly klimatické změny extrémní, s deseti- až patnáctistupňovou změnou za deset let, zatímco současná změna klimatu představuje 1,5° oteplení za století.

Pokud by ke kolapsu opravdu došlo, mělo by to velké důsledky. Ne ale na celou Evropu, nýbrž jen na některé její části. „Mělo by to hluboké dopady na Grónsko a Norské moře. Pravděpodobně by došlo k ochlazení v oblasti, která by se jinak nyní oteplovala. Pokud by se AMOC zhroutila - ale neexistují pro to žádné přímé důkazy - byl by to pro tuto oblast vážný problém. Golfský proud dosud přenášel teplo, uhlík a živiny z tropických oblastí směrem k polárnímu kruhu. Pokud se zastaví, dopady ponese nejen evropské pobřeží, ale celý svět.

Pokud vím, tak průběh zimy v našich zeměpisných šířkách určují vpády ARKTICKÉHO vzduchu, resp. kontinentální (sibiřská) tlaková výše. Nikdo asi nebude popírat význam hlubokomořských (chladných) proudů, ale El Nińo způsobuje oteplování, nikoliv ochlazování. A výměna tepla mezi (nahřátým) vzduchem z obnažené pevniny a ochlazovací efekt moře jsou elementární fyzikální jev. A náprotivok El Niňo je La Niňa, ktorá spôsobuje ochladenie.

tags: #změna #klimatu #oceánské #proudění

Oblíbené příspěvky:

• Traktor Prostejov: Emisní limity
• Stohovatelné odpadkové koše – recenze
• Životní prostředí Českého ráje
• Jak naložit se starou sklokeramickou deskou
• Výlety pro německé ženy v Čechách