تضعیف جریان اقیانوسی AMOC به عنوان «دکمه کنترل» عمل کرده و با به دام انداختن گرمای اقیانوس، گرمایش جهانی را تسریع میکند
تحقیقات جدید نشان میدهد که جریان واژگونی نصفالنهاری اقیانوس اطلس (AMOC) به عنوان یک دریچه حرارتی سیارهای عمل میکند و هنگام تضعیف، انرژی را در اقیانوسهای جهانی به دام میاندازد. AMOC به جای صرفاً توزیع مجدد گرما، میتواند گرمایش سیارهای را تسریع کرده و باعث آزادسازی گسترده کربن از اقیانوس جنوبی شود.
به قلم اِلا فرجاد
این خبر را به اشتراک بگذارید
بهطور خلاصه
- جریان واژگونی نصفالنهاری اقیانوس اطلس (AMOC) به عنوان یک «دریچه حرارتی» جهانی عمل میکند، نه صرفاً یک نوار نقاله منطقهای.
- هنگامی که جریان ضعیف میشود، گرمای مناطق استوایی به جای آزاد شدن در اتمسفر بر فراز اقیانوس اطلس شمالی، در داخل اقیانوس به دام میافتد.
- دادههای تاریخی نشان میدهد که کاهش سرعت AMOC در گذشته، گرمایش سیارهای معادل یک دهه انتشار کربن انسانی مدرن را ایجاد کرده است.
نوار نقاله بزرگ اقیانوس اطلس به طور گستردهای به عنوان موتوری شناخته میشود که شمال اروپا را به طور غیرعادی گرم نگه میدارد. برای دههها، اجماع علمی غالب بر این بود که اگر این جریان – جریان واژگونی نصفالنهاری اقیانوس اطلس (AMOC) – تضعیف شود، صرفاً گرما را توزیع مجدد میکند و باعث خنک شدن اقیانوس اطلس شمالی و گرم شدن نیمکره جنوبی میشود.[6]
اکنون این فرضیه توسط دادهها در حال بازنویسی است. یک مطالعه مهم که این هفته در نشریه «نیچر ژئوساینس» (Nature Geoscience) منتشر شد، نشان میدهد که AMOC صرفاً گرما را در سراسر جهان جابجا نمیکند؛ بلکه فعالانه میزان انرژیای را که کل سیاره حفظ میکند، کنترل مینماید.[1]
این تحقیق که توسط دیرینهاقلیمشناسان دانشگاه ایالتی اورگان رهبری شد، نشان میدهد که AMOC به عنوان یک «دریچه حرارتی» سیارهای عمل میکند. هنگامی که جریان قوی است، گرمای استوایی را به سمت شمال میکشد و از طریق همرفت اعماق اقیانوس، آن را به طور مؤثر در اتمسفر آزاد میکند. هنگامی که ضعیف میشود، آن گرما در داخل اقیانوس به دام میافتد.[1]
کریستو بویزرت، نویسنده اصلی مقاله، توضیح داد: «انگار کل اقیانوس به عنوان یک سطل غولپیکر گرما عمل میکند.» در حالی که یک لایه نازک سطحی از اقیانوس اطلس شمالی در طول کاهش سرعت خنک میشود، اکثریت قریب به اتفاق اقیانوس – و سیاره به عنوان یک کل – افزایش خالص در انرژی گرمایی ذخیرهشده را تجربه میکنند.[1]
شواهد این سازوکار از دوران عصر یخبندان به دست آمده است. محققان با تجزیه و تحلیل تغییرات اقلیمی ناگهانی و خودبهخودی در سه مدل اقلیمی مختلف، حرکت گرما از طریق اقیانوس و تبادل انرژی در بالای اتمسفر را ردیابی کردند.[1]
سوابق تاریخی واضح است. در طول دوره پلیستوسن، دورههای تضعیف AMOC باعث شد اقیانوس جهانی مقادیر عظیمی گرما را جذب کند. محققان تخمین میزنند که این تضعیفهای ناگهانی گذشته، گرمایش سیارهای اضافی معادل افزودن تقریباً ۲۵ واحد در میلیون (ppm) دیاکسید کربن اتمسفری ایجاد کرده است.[1]
برای درک بهتر این رقم، ۲۵ واحد در میلیون تقریباً معادل یک دهه کامل از انتشار کربن انسانی امروزی است. این بدان معناست که تضعیف آتی AMOC تحت تغییرات اقلیمی مدرن میتواند یک تأثیر گرمایشی پنهان و قابل توجه ایجاد کند، حتی اگر باعث خنک شدن موضعی در اطراف گرینلند و بخشهایی از اروپا شود.[1]
این اثر به دام انداختن حرارتی، تنها حلقه بازخوردی نیست که به قدرت AMOC گره خورده است. در آوریل ۲۰۲۶، محققان مؤسسه پوتسدام برای تحقیقات تأثیرات اقلیمی (Potsdam Institute for Climate Impact Research) یافتههایی را در نشریه «ارتباطات زمین و محیط زیست» منتشر کردند که پیامدهای کربنی فروپاشی AMOC را شرح میداد.[2][3]
مطالعه پوتسدام، تثبیت اقلیم زمین در سطوح مختلف دیاکسید کربن اتمسفری را شبیهسازی کرد، سپس برای القای خاموشی، ورودی آب شیرین را به سطح اقیانوس اطلس اعمال نمود. آنها دریافتند که فروپاشی AMOC چرخه جهانی کربن را به طور اساسی تغییر میدهد، که عمدتاً از طریق ایجاد اختلال در اقیانوس جنوبی است.[2][3]
در حال حاضر، اقیانوس جنوبی به عنوان یکی از بافرهای اصلی سیاره در برابر گرمایش عمل میکند و مقادیر عظیمی از انتشارات ساخته دست بشر را جذب مینماید. اما اگر AMOC خاموش شود، اختلاط تقویتشده، آبهای عمیق غنی از کربن را به سطح میآورد و اقیانوس جنوبی را از یک «جاذب کربن» به یک «منبع کربن» تبدیل میکند.[2][3]
این وارونگی، مقادیر زیادی دیاکسید کربن ذخیرهشده را طی صدها سال در اتمسفر آزاد میکند. محققان محاسبه میکنند که این آزادسازی ثانویه کربن، بین ۰.۱۷ درجه سانتیگراد تا ۰.۲۷ درجه سانتیگراد گرمایش جهانی اضافی ایجاد میکند که کاملاً مستقل از انتشار بیشتر انسانی است.[2][3]
پیامدهای عملیاتی این پویاییهای اقیانوسی در حال تغییر، در حال حاضر در صنایع جهانی موج ایجاد کرده است. بخشهای دریایی و لجستیک به طور فزایندهای تشخیص میدهند که اقیانوس یک هشدار عملیاتی ارسال میکند، به طوری که جریانهای متغیر و افزایش سطح دریا نیازمند استراتژیهای جدید انعطافپذیری و تلاشهای کربنزدایی هستند.[5]
با این حال، جدول زمانی و شدت کاهش سرعت AMOC همچنان موضوع بحث شدید علمی است. در حالی که برخی مدلها فروپاشی قریبالوقوع جریان را تا اواسط قرن پیشبینی کردهاند، تحقیقات اخیر دیگر نشان میدهد که این سیستم ممکن است مقاومتر از آن چیزی باشد که شدیدترین پیشبینیها نشان میدهند.[4][6]
یک مطالعه اخیر از مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech)، که ۲۰ سال اندازهگیریهای واقعی از آرایههای نظارتی اقیانوس اطلس را در یک مدل فیزیکی سادهشده گنجانده است، نشان داد که AMOC احتمالاً کاهش محدودتری را تجربه خواهد کرد.[4]
محققان کلتک پیشبینی میکنند که AMOC تا پایان قرن ۲۱ تقریباً ۱۸ تا ۴۳ درصد ضعیف خواهد شد. اگرچه این میزان قابل توجه است، اما نشاندهنده یک کاهش تدریجی است نه خاموشی ناگهانی و فاجعهباری که در بدترین سناریوها از آن ترسیده میشود.[4]
علاوه بر این، مطالعه نیچر ژئوساینس حاوی یک یافته بالقوه اطمینانبخش در مورد پایداری بلندمدت جریان است. آزمایشهای مدل نشان میدهند که AMOC در واقع در یک اقلیم پایه گرمتر، پایدارتر میشود.[1]
تغییرات ناگهانی و چشمگیر در گردش اقیانوسی که در طول عصر یخبندان مشاهده شد – معروف به رویدادهای دانسگارد-اوشگر – ممکن است تا حدی به اقلیم پسزمینه غیرعادی سرد پلیستوسن وابسته بوده باشد. در دنیای مدرن گرمتر، AMOC ممکن است به طور قابل توجهی ضعیف شود اما متعاقباً بهبود یابد، به جای اینکه از یک نقطه اوج برگشتناپذیر عبور کند.[1]
نویسندگان به صراحت هشدار میدهند که تغییرات عصر یخبندان یک قیاس کامل برای گرمایش ناشی از انسان امروزی نیست. آستانه دقیقی که در آن AMOC ممکن است فرو بپاشد، و اینکه آیا وادارندگی گلخانهای مدرن عبور از آن آستانه را آسانتر یا دشوارتر میکند، یکی از حیاتیترین پرسشهای باز در علم اقلیم باقی میماند.[1][6]
اصطلاحات کلیدی
- AMOC
- جریان واژگونی نصفالنهاری اقیانوس اطلس، یک سیستم عظیم از جریانهای اقیانوسی که آب گرم را به سمت شمال و آب سرد را به سمت جنوب حرکت میدهد.
- رویدادهای دانسگارد-اوشگر
- نوسانات اقلیمی ناگهانی در طول آخرین عصر یخبندان که اغلب با تغییرات ناگهانی در گردش اقیانوسی مرتبط هستند.
- همرفت اعماق اقیانوس
- فرآیندی که در آن آب سطحی سرد و متراکم به کف اقیانوس فرو میرود، گردش جهانی را به حرکت در میآورد و گرما را در اتمسفر آزاد میکند.
- ترازوی حرارتی دوقطبی
- یک چارچوب مفهومی قدیمیتر که نشان میدهد تضعیف AMOC صرفاً گرما را از نیمکره شمالی به نیمکره جنوبی توزیع مجدد میکند.
بررسی عمیق دیدگاهها
سازوکار دریچه حرارتی
دیرینهاقلیمشناسان استدلال میکنند که نقش اصلی AMOC تخلیه گرمای سیاره به فضاست.
برای دههها، نظریه «ترازوی حرارتی دوقطبی» بر علم اقلیم حاکم بود و نشان میداد که تضعیف AMOC صرفاً گرما را از نیمکره شمالی به نیمکره جنوبی منتقل میکند. دادههای جدید نیچر ژئوساینس این دیدگاه را با نشان دادن اینکه AMOC در واقع کل بودجه انرژی زمین را کنترل میکند، زیر و رو میکند. هنگامی که جریان کند میشود، همرفت اعماق اقیانوس که به طور معمول گرمای استوایی را در اتمسفر بر فراز اقیانوس اطلس شمالی تخلیه میکند، از بین میرود. گرما ناپدید نمیشود؛ بلکه در داخل اقیانوس انباشته میشود و منجر به افزایش خالص در گرمایش سیارهای میشود، حتی اگر دمای سطح منطقهای کاهش یابد.
تهدید بازخورد کربنی
مدلسازان سیستم زمین هشدار میدهند که فروپاشی AMOC باعث انتشار ثانویه مخرب میشود.
محققان مؤسسه پوتسدام برای تحقیقات تأثیرات اقلیمی تأکید میکنند که پیامدهای حرارتی کاهش سرعت AMOC تنها نیمی از ماجرا است. مدلهای آنها نشان میدهد که یک فروپاشی کامل، پویایی اختلاط اقیانوس جنوبی را به طور اساسی تغییر میدهد. با آوردن آبهای عمیق غنی از کربن به سطح، اقیانوس جنوبی از جذبکننده انتشارات انسانی به منبع فعال انتشار دیاکسید کربن ذخیرهشده تبدیل خواهد شد. این حلقه بازخورد میتواند تا ۰.۲۷ درجه سانتیگراد گرمایش جهانی اضافی اضافه کند و جدول زمانی برای رسیدن بشریت به انتشار صفر خالص را به شدت فشرده سازد.
استدلال متقابل پایداری
اقیانوسشناسان فیزیکی پیشنهاد میکنند که AMOC در برابر گرمایش مدرن مقاومتر از مدلهای افراطی است.
در حالی که پیامدهای فروپاشی شدید خواهد بود، محققانی که بر محدودیتهای فیزیکی اقیانوس تمرکز دارند، استدلال میکنند که خاموشی ناگهانی بعید است. یک مطالعه اخیر کلتک با استفاده از ۲۰ سال دادههای مشاهدهای مستقیم، کاهش محدودی بین ۱۸ تا ۴۳ درصد را تا سال ۲۱۰۰ پیشبینی میکند، نه یک فروپاشی کامل. علاوه بر این، خود مطالعه نیچر ژئوساینس اشاره میکند که AMOC در یک اقلیم پایه گرمتر پایدارتر به نظر میرسد. «نقاط اوج» ناگهانی مشاهدهشده در طول عصر یخبندان ممکن است به طور منحصر به فردی به شرایط پسزمینه سرد پلیستوسن وابسته بوده باشند، که نشان میدهد جریان ممکن است تحت وادارندگی گلخانهای مدرن خم شود اما نشکند.
- دیرینهاقلیمشناسان
- استدلال میکنند که دادههای تاریخی عصر یخبندان نقش AMOC را به عنوان یک دریچه حرارتی جهانی آشکار میکند که هنگام تضعیف، انرژی را به دام میاندازد.
- مدلسازان سیستم زمین
- بر حلقههای بازخورد ترکیبی، مانند آزادسازی کربن ذخیرهشده توسط اقیانوس جنوبی در صورت فروپاشی AMOC، تمرکز میکنند.
- اقیانوسشناسان فیزیکی
- بر دادههای مشاهدهای و محدودیتهای فیزیکی تأکید میکنند و پیشنهاد میدهند که AMOC به جای فروپاشی ناگهانی، کاهش تدریجی و محدودی را تجربه خواهد کرد.
- صنعت دریانوردی
- تغییر پویایی اقیانوسها را به عنوان یک ریسک عملیاتی و لجستیکی فوری میبیند که نیازمند سازگاری سریع است.
دیدگاههایی که این گزارش پوشش نداده
- جوامع ساحلی که با افزایش شتابیافته سطح دریا ناشی از گرمای به دام افتاده اقیانوس مواجه هستند.
- سیاستگذارانی که در حال مذاکره در مورد بودجههای کربنی هستند و ممکن است نیاز داشته باشند انتشار ثانویه اقیانوسها را در نظر بگیرند.
منابع
[1]Nature GeoscienceدیرینهاقلیمشناسانPlanetary energy budget during abrupt glacial climate events set by Atlantic Ocean heat valve
مطالعه در Nature Geoscience →
[2]Communications Earth & Environmentمدلسازان سیستم زمینCollapse of the Atlantic meridional overturning circulation would lead to substantial oceanic carbon release and additional global warming
مطالعه در Communications Earth & Environment →
[3]Potsdam Institute for Climate Impact Researchمدلسازان سیستم زمینAMOC collapse could turn Southern Ocean into carbon source, adding 0.2°C to global warming
مطالعه در Potsdam Institute for Climate Impact Research →
[4]Pasadena Nowاقیانوسشناسان فیزیکیNew Caltech Study Finds Atlantic Ocean Current Expected to Undergo Limited Weakening with Climate Change
مطالعه در Pasadena Now →
[5]PortXchangeصنعت دریانوردیThe Ocean Is Sending an Operational Warning – and We Need to Take Notice
مطالعه در PortXchange →
[6]تیم سردبیری کوهستاندیرینهاقلیمشناسانتحلیل تیم سردبیری کوهستان
مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →
بیشتر در علم
مشاهده همه →تابش واداشتی اقلیمی
تابش واداشتی ۰.۷- وات بر متر مربع: چرا ذرات معلق در حال حاضر یکچهارم گرمایش گازهای گلخانهای را پنهان میکنند؟
7 منبع
تعادل انرژی
اندازهگیری عدم تعادل انرژی زمین: معیار «واداشت تابشی» که مدلهای اقلیمی را تعریف میکند
4 منبع
شیمی اقیانوس
شیمی اسیدی شدن اقیانوس: مکانیسم کاهش pH و تأثیر آن بر حیات دریایی
11 منبع
علم آب و هوا
گرمایش جهانی چرخههای النینیو را فراتر از هنجارهای هزاره تشدید میکند؛ یافتههای مطالعه مرجانی
4 منبع
نظرات
هر زاویه. هر روز.
اخبار علم با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاهها، هر روز و رایگان.





