AMOC, det store system af havstrømme i Atlanterhavet, kan blive kraftigt svækket, når kloden bliver varmere. Men i nye modelberegninger gennemført af forskere ved DMI genvinder systemet styrke, hvis opvarmningen vendes.
Det er den centrale pointe i studiet ’Reversible Atlantic overturning despite continued Greenland Ice Sheet melt’ publiceret i tidsskriftet Science Advances og forfattet af Chuncheng Guo og kolleger.
Studiet viser samtidig, at ismasserne på Grønland reagerer anderledes. Mens AMOC i modellen styrkes, når den globale temperatur falder, fortsætter indlandsisen med at smelte og flyde i havet. Den tabte is kommer ikke tilbage.
AMOC er vigtig, fordi havcirkulationen flytter varme gennem Atlanterhavet. En svækket AMOC vil påvirke klimaet, nedbør og havniveau omkring særligt Nordatlanten og Europa, men også i andre dele af verden.
Men en meget svag AMOC er ikke nødvendigvis det samme som et tipping point.
Studiet sætter fokus på forskellen mellem en havcirkulation, der bliver meget svag, men som kan vendes og en cirkulation, som når et tipping point under stigende atmosfæriske CO2-niveauer og tilhørende global opvarmning og afsmeltning fra Grønlands indlandsis. Et AMOC tipping point defineres som et selvforstærkende samlet kollaps af havstrømmene, der ikke kan stabiliseres eller vendes, selv hvis CO2-niveauet i atmosfæren kommer under kontrol.
– AMOC bliver ofte i medierne omtalt i sort-hvidt: Enten kollapser systemet af havstrømme, eller også fortsætter det næsten uberørt af global opvarmning. Vores studie viser, at billedet er mere nuanceret. Vi undersøger, om havcirkulationen kollapser under fortsatte udledninger af CO2 og tilhørende global opvarmning, men i vores model ser vi ikke et tipping point, selvom vi tester op til 10 graders global opvarmning. AMOC bliver gradvist mere svag, men vi finder, at den også straks genvinder styrken, hvis opvarmningen vendes, siger Chuncheng Guo, klimaforsker ved Nationalt Center for Klimaforskning på DMI og førsteforfatter til studiet. Han bemærker samtidig, at AMOC retter sig, selv mens indlandsisen smelter kraftigt.
Sådan har forskerne undersøgt det
Studiet bygger på beregninger med klimamodellen EC-Earth3. Det er en avanceret jordsystemmodel, der i én samlet beregning integrerer atmosfæren, havet, havisen, landjorden, vegetationen, de biologiske og biogeokemiske kredsløb samt smeltning og ændringer af Grønlands Indlandsis.
Det er vigtigt, fordi smeltevand fra Grønland kan påvirke havet i Nordatlanten. I modellen bliver smeltevandet beregnet undervejs og sendt videre til havet, mens klimaet ændrer sig.
Forskerne har ikke skabt en prognose for et bestemt årstal. De har gennemført kontrollerede modelscenarier, som har taget måneder at udføre på DMI’s supercomputere. Først lader de klimaet blive varmere med en fortsat udledning af CO2 til atmosfæren. Derefter stopper de udledningerne ved forskellige niveauer af global opvarmning. Til sidst vender de opvarmningen i modellen og lader klimaet køle ned igen.
Den type forsøg kaldes idealiserede, fordi de er forenklede og styrede. De skal ikke læses som en konkret klimaprognose. De bruges til at teste, hvordan et klimasystem reagerer, når det først presses, og derefter får presset lettet igen. Netop den udvikling er en del af de globale klimascenarier, hvor den globale middeltemperatur overskrider en grænse, men senere kan falde igen, hvis de globale drivhusgasudledninger først reduceres til nul og derefter bliver til negative udledninger.
Hvorfor bliver AMOC svagere?
AMOC fungerer kort fortalt ved, at varmt og salt overfladevand føres nordpå fra det subtropiske og tropiske Atlanterhav. I de subpolare og arktiske have bliver vandet koldere og tungere, og en del synker ned i dybet. Herfra vender koldere dybvand tilbage mod syd gennem Atlanten. Nedsynkningen anses for drivkraften i AMOC.
Når klimaet bliver varmere, bliver det sværere for vandet at synke. Havets overflade bliver varmere, der falder mere nedbør, og smeltevand fra Grønland gør havvandet mindre salt. Varmere og mere fersk vand er lettere og vil have svære ved at synke og drive AMOC.
I modelberegningerne svækkes den dybe opblanding af havvand, som leder til nedsynkning, efterhånden som opvarmningen tager til, især i Labradorhavet og Irmingerhavet. Men andre områder længere mod nord bliver ved med at blande vand ned i dybden, og nye områder med dyb vinterblanding opstår i Arktis, efterhånden som havisen trækker sig tilbage.
Det er en vigtig forklaring på, at AMOC i beregningerne kun gradvist svækkes, ikke stopper helt, og kan vendes. Systemet ændrer form og bliver svagere, men det holder ikke op med at fungere. Når opvarmningen vendes, bygges den dybe blanding op igen, og AMOC styrkes.
Ved meget høj opvarmning efter århundrederne med konstante høje udledninger af CO2 til atmosfæren bliver AMOC i modellen så svag, at cirkulationen efter nogle faglige definitioner kan kaldes kollapset. Men i dette studie er der ikke tale om et tipping point, for der er ingen selvforstærkende effekt, som tager over.
Indlandsisen har længere hukommelse
Grønlands Indlandsis reagerer langsomt på global opvarmning, men når isen først er smeltet og løbet ud i havet, kan den ikke nødvendigvis gendannes, selvom klimaet senere køles ned.
Det skyldes, at den har mistet sin masse, hvorved sne er blevet til regn på dele af isen.
– Hvis temperaturen først stiger og senere falder igen, reagerer AMOC på temperaturen her og nu. Indlandsisen husker derimod, på hvor højt temperaturen har været, siger Chuncheng Guo.
Hvad kan resultatet bruges til?
Studiet lægger op til en mere præcis diskussion af AMOC. En meget svag AMOC er alvorlig, men det er ikke nødvendigvis det samme som et uopretteligt kollaps.
Det betyder ikke, at en svækket AMOC er uden konsekvenser. En stærkt svækket AMOC kan få reelle konsekvenser for Europas klima, havniveau og det globale nedbørssystem.
– Det nye i studiet er, at vi tester, om AMOC kan komme sig igen, samtidig med at smeltevand fra Grønlands Indlandsis strømmer ud i havet. Vi finder, at AMOC fint kan komme sig, selv med fortsat smeltevand fra Grønland og selv fra en meget svag styrke, der ellers ofte beskrives som kollaps i den videnskabelige litteratur. Det betyder ikke, at vi kan afskrive alle usikkerheder omkring AMOC’s udvikling, men det giver vigtig ny viden til den videnskabelige debat om mulige tipping points, siger Chuncheng Guo.
Studiet viser også at selve genopretningen af AMOC afhænger af hvor meget og hvor hurtigt klimaet efterfølgende afkøles. I vores model, fortsætter Chuncheng Guo, foregår afkølingen med en hastighed, der er ud over, hvad der med nuværende teknologi anses for realistisk. Så selvom fysikken og potentialet for genopretning er klare, forbliver det et åbent spørgsmål, hvor hurtigt det vil ske i praksis.
Resultaterne bygger på én model. Det er studiets vigtigste forbehold. Næste skridt er at undersøge, om andre modeller viser samme mønster og mangel på tipping points. DMI koordinerer forskningsprojektet Horizon Europe TipESM, hvor flere modeller skal bruges til at undersøge netop den type spørgsmål.
Studiet fra DMI ændrer ikke ved, at hurtige reduktioner i udledninger af drivhusgasser er vigtige. Tværtimod: Jo mindre opvarmning, desto mindre svækkes AMOC. Og for Grønlands Indlandsis viser beregningerne, at jo mere verden overskrider 1,5 graders global opvarmning selv i en kortere årrække, des højere langsigtet havniveaustigning ligger der os i vente.
– En svækket AMOC har betydning, uanset at vi her viser, at havstrømmenes styrke kan genoprettes – ikke fordi Nordvesteuropa vil fryse til, men fordi det kan ændre og forstyrre nedbørsmønstre og fremskynde havstigningen langs kysterne og påvirke andre dele af klimasystemet, konkluderer Chuncheng Guo.
