Когда вышел катастрофический фильм «Послезавтра», я был очень скептически настроен к теориям, представленным на большом экране.
Идея внезапного прекращения циркуляции океана, приводящего к супербурям, климатическим изменениям и замерзанию Нью-Йорка, казалась дистопией.
Да, я видел, как Аль Гор представлял «Неудобную правду» и не могу отрицать, что его история была убедительной. Но жизнь в Патагонии, где всё казалось вечно великолепным, затрудняла понимание долгосрочных последствий. Визия Голливуда была чрезмерной, а Аль Гор вскоре казался просто сердитым человеком, который проиграл выборы другому сердитому человеку, решившему уничтожить другую сердитую страну.
Но в головах моего поколения миллениалов витал вопрос: что если глобальное потепление усилится до такой степени, что остановит меридиональную циркуляцию Атлантики, вызвав хаос по всему миру? Насколько внезапным и серьёзным будет изменение климата?
Потом вышел «Интерстеллар», и, черт возьми, это было другое дело.
Я пересмотрел свой любимый фильм Pixar «ВАЛЛ-И» с новой точки зрения, и вдруг молчаливый робот словно кричал: «Проснитесь, люди! Это наше будущее!»
Дом тоже изменился. Лето и зима стали экстремальными с жаркими волнами, разрушительными лесными пожарами и необычными моделями осадков.
От голливудских фантазий до реального хаоса всё обострилось в мгновение ока.
Всегда соединяйте точки
Океанские течения движутся под воздействием ветров, приливов и разницы в плотности воды.
Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC) распределяет как тёплую, так и холодную воду между полюсами через сеть глубоководных и поверхностных течений. На своём пути на север, она транспортирует тёплую и солёную поверхностную воду из тропиков, проходя через Карибское море, поднимаясь в Мексиканский залив (где вода может сильно нагреваться), а затем течёт вдоль восточного побережья США перед пересечением Атлантики к более прохладным районам Гренландии и Исландии.
Это течение, известное как Гольфстрим, приносит тепло в Европу, делая города, такие как Берлин, Лондон и Париж, мягкими и пригодными для жизни. Всё это, смягчая воздействие примерно четверти выбросов от сжигания ископаемого топлива. Ученые оценивают, что энергия, которую она транспортирует, равна мощности 1 000 000 атомных электростанций среднего размера. По мере продвижения на север и охлаждения масса воды становится тяжелее. К моменту достижения Гренландии, она охлаждается и опускается в глубокий океан, возвращаясь на юг вдоль восточного побережья США. Это погружение воды около Арктического круга тянет воду из других частей Атлантического океана, и цикл повторяется, как конвейерная лента.
Это было общеизвестно ещё в 2004 году.
Двадцать лет спустя после «Послезавтра» наше понимание циркуляции Атлантического океана углубилось. Согласно исследованиям, атлантическая циркуляция теперь переносит примерно на 15 процентов меньше воды, чем в середине 20 века, что свидетельствует о явном замедлении. В другом исследовании учёные пришли к согласию, что текущий поток находится в «своем самом слабом состоянии за более чем тысячелетие».
Критическая точка
Существование критической точки было впервые замечено в чрезмерно упрощённой модели циркуляции Атлантического океана в начале 1960-х годов.
Дальнейшие исследования предупреждают о рискованной критической точке, достигнутой во время последнего оледенения, что привело к её необратимому упадку. С потеплением планеты и таянием ледников и ледяных щитов океан получает поток пресной воды, что делает его легче и ослабляет этот поток, предупреждая о предстоящем коллапсе.
Слишком большое количество пресной воды от тающих ледников и ледяного покрова Гренландии может разбавить солёность воды, предотвращая её погружение. Это нарушает океанический конвейер и препятствует его способности транспортировать тепло на север. В результате, меньше тяжёлой воды достигает Гренландии, что ещё больше ослабляет AMOC к его критической точке, приводя к резким климатическим изменениям.
И недавнее исследование показало, что ледяной покров Гренландии теряет на 20% больше льда, чем предполагалось ранее.
С помощью спутниковых изображений, проанализированных с использованием искусственного интеллекта, исследователи отслеживали более 235 000 конечных точек ледников ежемесячно с 1985 по 2022 год. Анализ выявил повсеместное отступление ледников примерно на 5 000 квадратных километров за этот 38-летний период, что в совокупности составляет триллион тонн потерянного льда или около 30 млн тонн в час в среднем.
«Изменения вокруг Гренландии огромны, и они происходят повсюду — почти каждый ледник отступил за последние несколько десятилетий», — сказал доктор Чад Грин из Лаборатории реактивного движения НАСА в США, который возглавил исследование. «Логично, что если выливаете пресную воду в Северную Атлантику, то, конечно, происходит ослабление AMOC, хотя я не могу точно сказать, насколько сильно это ослабление будет».
Последняя статья Ван Вестена и его коллег открыла новые горизонты, выявляя предупредительные сигналы в уровнях солёности на южной окраине Атлантического океана между Кейптауном и Буэнос-Айресом.
Моделируя изменения на протяжении 2000 лет с помощью компьютерных моделей глобального климата, исследование выявило критическую точку для резкого остановки, медленно увеличивая приток пресной воды, что снижает солёность. С этим притоком талой воды, транспорт тепла на север значительно уменьшается, приводя к резким климатическим изменениям.
Находки являются «значительным прорывом в науке о стабильности AMOC», — сказал Стефан Рамсторф, глава отдела анализа земных систем в Потсдамском институте исследования климатических изменений и профессор физики океанов в Потсдамском университете.
«И исследование также разрушает надежду на то, что какая-то обратная связь может предотвратить коллапс AMOC», — добавил он.
Грядущий каскадный хаос
Последний сбой AMOC произошёл примерно 12 000 лет назад, вероятно, вызвав холодное событие Йенгер-Дриас в северной части Атлантики. В этот период температуры над Гренландией упали на 4–10 градусов Цельсия в течение десятилетий, что привело к продвижению ледников и широкой аридности в Северном полушарии.
Последнее исследование Ван Вестена и его коллег, использующее передовые климатические модели, показывает резкие выводы: в течение века после достижения этой критической точки циркуляция может полностью прекратиться.
Это не отдалённое будущее.
«Это глобальное изменение», — сказал исследователь климата и физики Рене ван Вестен из Утрехтского университета, соавтор недавнего исследования, опубликованного в Science Advances.
Во-первых, океаны действуют как важные поглотители углерода, но AMOC способствует распределению и хранению этого углерода. Остановка нарушит этот процесс, влияя на морские экосистемы и угрожая продовольственной безопасности. Повышение уровня моря и измененные модели осадков подведут другие экосистемы к их критическим точкам. Уровень моря в Северной Атлантике может подняться на метр в некоторых районах, затопляя многие прибрежные города. Влажные и сухие сезоны Амазонки могут измениться с уменьшением осадков, что может подтолкнуть тропический лес к его критической точке. Переход к саванне высвободит накопленный углерод, усугубляя изменение климата. Глобальные температуры испытают беспрецедентные колебания. Сельскохозяйственные модели изменятся, влияя на урожайность и изменяя ландшафты. Южное полушарие значительно потеплеет, в то время как регионы, на которые влияет Гольфстрим, получат значительно меньше тепла. Европа, от Испании до Скандинавии, испытает резкое похолодание — более чем на 3 градуса Цельсия за десятилетие — гораздо быстрее, чем нынешнее глобальное потепление примерно на 0,2 C за десятилетие, и уменьшение количества осадков. В некоторых частях Норвегии температура упадет более чем на 20 C.
Хотя это может показаться привлекательным по сравнению с текущей тенденцией потепления, изменения будут происходить в 10 раз быстрее, чем сейчас, что сделает адаптацию практически невозможной.
«Что нас удивило, так это скорость, с которой происходит критический сдвиг», — сказал ван Вестен. «Это будет разрушительно».
Главный вопрос
Итак, когда Атлантическая циркуляция достигнет критической точки? Точный график судьбы AMOC остается неопределенным. Наблюдения не уходят достаточно далеко, чтобы дать ясный результат.
До сих пор не было единого мнения о том, когда это произойдет.
Три недавних исследования, использующие разные данные и методы, утверждают, что мы приближаемся к критической точке и что она может быть довольно близкой, даже представляя риск пересечения в ближайшие десятилетия. Однако британское Метеорологическое бюро заявило, что крупные, быстрые изменения в AMOC «очень маловероятны» в 21 веке.
Другие работы оценивают, что текущий может остановиться при глобальном потеплении от 3 до 5,5 ºC (5,4 и 9,9ºF). Мы на пути к увеличению на 2,7 до 3,1ºC (4,9 до 5,6ºF) к концу века.
Новое исследование Вестена выявило «физически обоснованный и наблюдаемый тип сигнала раннего предупреждения», но не пытается определить точное время остановки. Как только порог достигнут, критическая точка, вероятно, последует в течение одного-четырех десятилетий. Вестен сказал, что критическая точка 2050 года, указанная в статье Дитлевсена в прошлом году, «в какой-то степени может быть точным прогнозом».
Может показаться нелогичным беспокоиться об экстремальном холоде, когда планета нагревается, но если главная циркуляция Атлантического океана остановится из-за слишком большого количества талой воды, это риск, который нам предстоит.
Основные выводы о будущем переворота
- Подтверждена критическая точка AMOC: Исследование Ван Вестена и его коллег подтверждает существование критической точки для AMOC с использованием современных глобальных климатических моделей, вызванной притоком пресной воды, как это наблюдалось в исторических событиях, таких как Йенгер-Дриас.
- Наблюдательные доказательства курса на критическую точку, но без конкретного графика.
- Разработка сигнала раннего предупреждения: Предложен новый физически обоснованный сигнал раннего предупреждения, основанный на транспорте пресной воды AMOC для предвосхищения приближающихся критических точек.
- Подтверждена нестабильность AMOC: Климатические модели переоценивают стабильность AMOC, особенно в отношении транспорта пресной воды, что приводит к занижению рисков коллапса. Этот систематический уклон является ключевой причиной, почему IPCC до сих пор недооценивал риск коллапса AMOC, полагаясь на эти систематически ошибочные климатические модели.
- Моделирование воздействия: Подробные моделирования показывают разрушительные последствия для северной Европы и значительные изменения в тропических дождевых поясах после коллапса AMOC.
- Признание растущих опасений: Вопрос не в том, уверены ли мы, что это произойдет. Вопрос в том, что нам нужно исключить это с вероятностью 99,9%. Как только появится точный сигнал предупреждения, будет слишком поздно что-либо делать, учитывая инерцию системы.
Некоторые могут неправильно интерпретировать это как спекулятивное моделирование будущего, но это далеко не так. Это не так. Такой эксперимент не о прогнозировании; он о прослеживании кривой стабильности равновесия.
Проще говоря, наблюдательные данные из Южной Атлантики настоятельно свидетельствуют о том, что Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC) находится на опасной траектории. Модельные симуляции являются лишь инструментами для понимания, какие сигналы раннего предупреждения эффективны и почему они важны.
«Это не научная фантастика», — сказал ван Вестен. Будь это алармистским или нет, «Нам нужно показать, что это не только голливудский блокбастер „Послезавтра“. Это реально, это может произойти. И я думаю, важно и срочно продолжать говорить людям, хорошо, нам действительно нужно решительно снижать наши выбросы».
