SJEVERNOATLANTSKA meridijanska preokretna struja (AMOC) usporava brže nego što se mislilo i približava se točki bez povratka, a posljedice za cijeli svijet, osobito za sjevernu hemisferu, bit će teške, upozorio je ugledni oceanograf Stefan Rahmstorf sa Sveučilišta Potsdam i Instituta za istraživanje utjecaja klimatskih promjena u Njemačkoj.

Posljedice kolapsa struje bit će brojne i katastrofalne

Kada bi došlo do kolapsa AMOC-a, to bi vrlo vjerojatno izazvalo nagle promjene u regionalnim vremenskim obrascima i vodenom ciklusu, kao što su pomicanje pojasa tropskih kiša prema jugu, slabljenje afričkih i azijskih monsuna, jačanje monsuna na južnoj hemisferi te smanjenje količina oborine i pad proizvodnje hrane u Europi.

Među ostalim, može se očekivati dodatan porast razina mora, posebno duž američke atlantske obale, smanjenje apsorpcije CO₂ u oceanskim vodama, znatno smanjenje opskrbe dubokih oceanskih voda kisikom i vjerojatni kolaps ekosustava u sjevernom Atlantiku.

Kako funkcionira AMOC i zašto slabi?

U novom radu, objavljenom 10. travnja u časopisu Oceanography Rahmstorf prvo tumači kako funkcionira složeni sustav AMOC-a čiju cirkulaciju između ekvatorskih i polarnih područja pokreću razlike u temperaturi i slanosti vode, zbog čega se naziva termohalinom strujom (od grč. thermos što znači toplina i halos što znači sol).

Osnovni pokretač AMOC-a je konvekcija, proces cirkulacije vode koji pokreću razlike u temperaturi i slanosti, odnosno gustoći. Na svom putu prema sjeveru, topla, ali slanija površinska voda Atlantskog oceana se hladi, zbog hlađenja postaje gušća i tone dublje. Istovremeno, priljev slatke vode s Grenlanda i Arktika smanjuje salinitet površinske vode, što također utječe na njenu gustoću. Međutim, niža temperatura nadmašuje djelovanje smanjenja saliniteta, pa ta voda tone dublje i postaje dio dubinskih voda koje su bitne za termohalinu cirkulaciju. Te dubinske vode potom se kreću nazad prema jugozapadu Atlantskog oceana (grafika dolje).

Osjetljiv sustav ima više točaka prekretnice

Ovakav složeni sustav, koji uključuje međuigru temperature, slanosti, priljeva slatke vode i drugih faktora, podrazumijeva da bi moglo postojati više točaka prekretnice i vrlo je osjetljiv na klimatske promjene, osobito nagle, čak i kada su kratkotrajne jer se sustav sporije vraća u ravnotežu.

"U određenoj mjeri prekretnica može čak ovisiti o vremenskim nepogodama. U NASA-inom klimatskom modelu, u 10 simulacija koje koriste isti 'srednji' scenarij zagrijavanja u staklenicima (SSP2-4.5) s globalnim zagrijavanjem ispod 3°C, AMOC kolabira u dvije, ali se oporavlja nakon značajnog slabljenja u osam; razlika je samo u stohastičkoj unutarnjoj varijabilnosti (Romanou et al., 2023). To je također dio prirode prekretnica", napominje Rahmstorf.

Budući da se sjeverni polarni krajevi ubrzano zagrijavaju, brže od ostalih dijelova svijeta jer otapanjem leda dolazi do smanjenja svijetlih površina koje odbijaju zrake Sunca i povećanja tamnih površina vode i tla koje ih upijaju, u Atlantskom oceanu završava velika količina vode nastala otapanjem ledenjaka na Grenlandu i leda u Arktiku. Dodatan unos slatke vode još više smanjuje salinitet, a time i gustoću površinskih voda u Atlantiku, čime usporava njihovo poniranje i slabi kretanje dubinskih voda prema jugu.

Usporavanje AMOC-a je stvarnost, a neke posljedice su već tu

Autor u prvom dijelu rada iznosi cijeli niz studija i argumenata koji potvrđuju da su promjene u AMOC-u ozbiljne i stvarne te da su neke već tu. Jedna od zornih je formiranje hladne pjege u subpolarnom, sjevernom dijelu Atlantskog oceana.

"Dok se cijela zemaljska kugla zagrijala, subpolarni sjeverni Atlantik je odolio te se čak ohladio. To je točno ono područje u kojem AMOC isporučuje većinu svoje topline i točno ono područje u kojem su klimatski modeli dugo predviđali hlađenje kao rezultat usporavanja AMOC-a", kaže Rahmstorf.

Ističe da ta hladna pjega (dolje) već utječe na vremenske uvjete, iako ne na način na koji bi se moglo očekivati. Naime, hladan subpolarni sjeverni Atlantik korelira s ljetnom vrućinom u južnoj Europi, osobito na Mediteranu. Zašto? Hlađenje morske površine dovoljno je da utječe na raspodjelu tlaka zraka na takav način da potiče dotok toplog zraka s juga u Europu. Na primjer, u ljeto 2015. subpolarni Atlantik bio je najhladniji od početka praćenja u devetnaestom stoljeću, dok je Europa istovremeno proživljavala snažan toplinski val. Naknadno provedena studija, objavljena u časopisu Nature, pokazala je da se toplinski valovi povećavaju čak tri do četiri puta brže u Europi nego u drugim regijama sjeverne hemisfere, što je povezano s promjenama u mlaznoj struji na koju može utjecati hladna pjega.

Na ovoj grafici su ucrtane promjene temperature u srednjoj vrijednosti modela prije i nakon kolapsa konvekcije u području subpolarnog vrtloga. Iz Swingedouw et al. (2021).

Toplinski valovi već se bilježe i u Jadranskom moru

Dr. sc. Natalija Dunić, oceanografkinja iz Laboratorija za fiziku mora na Institutu za oceanografiju i ribarstvo u Splitu, kaže da porast pojava atmosferskih toplinskih valova u Sredozemlju, koji se bilježe od 1980-ih godina, osim što izravno smanjuje kvalitetu života na kopnu, utječe i na rast pojave toplinskih valova u moru koji značajno utječu na morsku biološku raznolikost, izazivajući stres i mortalitet određenih vrsta i staništa, posebice organizama koji nisu pokretni, poput koralja, algi i spužava.

"Posljednjih desetak godina vidi se trend ovih pojava diljem Sredozemlja, pa tako i u Jadranskom moru. Analize mjerenja pokazuju da je njihova pojavnost učestalija i snažnija te da obuhvaća sve veće dijelove mora. Najsnažnije pojave morskih toplinskih valova zabilježene su 1982., 2003., 2012., 2015. i 2017., dok se zadnjih nekoliko godina obaraju rekordi posebice u ljetnim mjesecima. Promjene u temperaturi mora vidljive su i na većim dubinama. Očekuje se da će toplinski valovi u scenarijima globalnog zatopljenja postajati sve češći, dulji i intenzivniji te da će obuhvaćati veće prostore. Promjene u atmosferskom strujanju zraka zbog promjena u AMOC-u, nažalost, mogu samo pogoršati stanje", upozorava Dunić.

Dodatno podizanje razina mora zbog slabljenja AMOC-a

Nekoliko studija pokazuje također da će, ako AMOC oslabi, razina mora na američkoj sjeveroistočnoj obali naglo porasti. Coriolisova sila, koja nastaje zbog rotacije Zemlje, gura vodu u pokretu, u ovom slučaju Golfsku struju, udesno, dalje od američke obale. Kada Golfska struja oslabi, manje vode pomiče se prema sjeveru, što uzrokuje porast razine mora uz američke obale. Modeli predviđaju da će do 2100. godine one porasti 15-20 cm samo zbog ovog učinka, ne uzimajući u obzir druge uzroke podizanja razina mora kao što su primjerice otapanje leda i širenje vode zbog zagrijavanja. Obalna erozija, učestalost neugodnih poplava i štete od olujnih valova s time će se na američkim obalama značajno povećati.

Kolaps konvekcije, odnosno poniranja u subpolarnom pojasu, značajno bi povećao ove probleme. Tu treba imati na umu da problem nije toliko u apsolutnoj promjeni temperature, već u promjeni temperaturnog kontrasta između susjednih regija – u ovom slučaju između hladnog oceana i susjedne tople kopnene mase - koji će uvelike promijeniti dinamiku vremena, jer temperaturni gradijenti pokreću vremensku aktivnost na različite načine koje ne možemo precizno predvidjeti. Čak će i ova ograničena oceanska promjena pomaknuti tropske kišne pojaseve, iako ne toliko kao potpuno zaustavljanje AMOC-a, tumači Rahmstorf.

Razlika između temperatura na sjeveru i na jugu Europe mogla bi dosegnuti 4°C

Potpuno zaustavljanje AMOC-a imalo bi razorne posljedice za čovječanstvo i mnoge morske i kopnene ekosustave.

Slika dolje prikazuje model Liu et al. (2017) nakon udvostručenja koncentracija CO₂ s kolapsom AMOC-a uzrokovanim povećanjem razina CO_2. Niske temperature zraka tada bi se proširile i pokrile Island, Britaniju i Skandinaviju. Temperaturni kontrast između sjeverne i južne Europe povećao bi se za ogromnih 4°C, što bi vjerojatno imalo veliki utjecaj na vrijeme, primjerice na stvaranje oluja bez presedana.

Godišnja srednja promjena temperature zraka pri površini koja je rezultat udvostručenja CO₂ i razgradnje AMOC-a. Dok je Zemlja puno toplija, područje sjevernog Atlantika postalo je hladnije. Zimi je hlađenje tamo još puno veće.

Slika 16 dolje prikazuje promjene do kojih bi došlo u padalinama. One bi u tropima vjerojatno uzrokovale probleme sa sušama u sjevernim tropima Amerike, kao i u Aziji. Pritom treba imati na umu da bi sezonske promjene bile čak i veće od prikazanih prosječnih, godišnjih.

Druge simulacije (Jackson et al., 2015.) predviđaju značajan porast zimskih oluja u Europi i tamošnje snažno smanjenje u prinosima usjeva i pašnjaka.

Promjena prosječne godišnje količine oborine koja je rezultat udvostručenja CO₂ i raspada AMOC-a. Najviše zabrinjava pomicanje tropskih oborinskih pojaseva prema jugu i općenito suša Europe.

Neizvjesnost nam nije prijatelj

Rahmstorf ističe da je rizik od kritične tranzicije AMOC-a stvaran i vrlo ozbiljan, čak i ako ne možemo pouzdano predvidjeti kada će se i hoće li se dogoditi.

Već smo iza sebe ostavili stabilnu holocensku klimu u kojoj je čovječanstvo napredovalo (Osman et al., 2021.), a najnovije izvješće IPCC-ja upozorava nas da nakon globalnog zatopljenja od 1.5°C prelazimo u područje "visokog rizika" s obzirom na klimatske prijelomne točke (IPCC, 2023.), ističe njemački znanstvenik.

Problema će biti i na južnoj hemisferi

Neugodne posljedice mogu se očekivati i na južnoj hemisferi. Nedavna studija australskih istraživača pokazala je da će sve veći dotok otopljene vode oko Antarktike dramatično usporiti antarktičku preokretnu cirkulaciju, s mogućim kolapsom u ovom stoljeću (Q. Li et al., 2023.). To će usporiti brzinu kojom ocean preuzima CO₂ (što znači da će se više akumulirati u atmosferi) i smanjit će opskrbu dubokog mora kisikom.

Rahmstorf napominje da bi potpuni kolaps AMOC-a bio velika katastrofa planetarnih razmjera koju bismo trebali nastojati spriječiti:

"Drugim riječima: govorimo o analizi rizika i prevenciji katastrofa. Ne radi se o tome da budete 100% ili čak samo 50% sigurni da će AMOC prijeći svoju prijelomnu točku u ovom stoljeću; problem je u tome što bismo htjeli biti 100% sigurni da neće. To što IPCC ima samo 'srednje povjerenje' da se to neće dogoditi u ovom stoljeću je sve samo ne umirujuće, a studije o kojima se ovdje govori, koje su uslijedile nakon izvješća IPCC-a iz 2021., ukazuju na mnogo veći rizik nego što se prije mislilo."

Na izvješću je radilo više od 200 znanstvenika

Globalno izvješće o prijelomnim točkama, objavljeno u prosincu 2023., sastavilo je na 500 stranica više od 200 istraživača iz 90 organizacija u 26 zemalja. Njegov sažeti zaključak glasi:

"Štetne prekretnice u prirodnom svijetu predstavljaju neke od najvećih prijetnji s kojima se čovječanstvo suočava. Njihovo pokretanje ozbiljno će oštetiti sustave za održavanje života našeg planeta i ugroziti stabilnost naših društava."

Jedino što možemo je hitno smanjiti emisije CO₂ i krčenje šuma

Jedina radnja koju možemo poduzeti kako bismo smanjili rizik kolapsa AMOC-a i drugih klimatskih prijelomnih točaka je ukidanje upotrebe fosilnih goriva i zaustavljanje krčenja šuma što je brže moguće.

"Ako uspijemo postići nulte emisije, daljnje globalno zagrijavanje zaustavit će se u roku od nekoliko godina, a što se prije to dogodi, manji je rizik od prelaženja razornih prijelomnih točaka. To bi također minimiziralo mnoge druge gubitke, štete i ljudske patnje od 'redovnih' utjecaja globalnog zatopljenja kao što su toplinski valovi, poplave, suše, neuspjele žetve, šumski požari i porast razine mora, koji se već događaju posvuda oko nas čak i bez prelaženja preko glavnih klimatskih prijelomnih točaka", upozorava na kraju pregledne studije Rahmstorf.