تاثیرات جریانهای اقیانوسیِ اقیانوس اطلس
مجلهی علمی ایلیاد - افزایش غلظت دی اکسید کربن یا CO2 در اتمسفر موجب افزایش دمای سطح زمین میشود. نتیجهی مطالعهای جدید در خصوص آب و هوا، حاکی از آن است که این افزایش CO2 میتواند در نهایت موجب متوقف شدن یک جریان بزرگ اقیانوسی شود. بدون این جریان آبی متحرک، دمای فصل زمستان در بخشهایی از اروپا میتواند تا ۷ درجه سیلسیوس کاهش پیدا کند. افت این جریان اقیانوسی همچنین میتواند الگوی بارندگی را در سرتاسر کره زمین تغییر دهد.
این داستان مشابه سناریوی فیلم «روز بعد از فردا» ساختهی سال ۲۰۰۴ است. خوشبختانه، این شرایط به هیچ وجه در حد انجماد کشندهای که شخصیتهای فیلم مجبور بودند در آن زندگی کنند، نیست. جریان مذکور در اقیانوس اطلس، آب گرم را از نیمکرهی جنوبی به سمت شمال انتقال میدهد. این آبها دمای زمستان را در اروپای شرقی ملایم نگه میدارد و بر بارندگی تأثیر میگذارد. پیشتر مدلهای کامپیوتری آب و هوا، توقفی در این جریانات را پیشبینی نمیکردند.
«وی لیو» دانشمند هواشناسی از دانشگاه ییل شهر نیوهِیون ایالت کانکتیکات آمریکا است. او و همکارانش به مشکلی در این مدلهای آب و هوایی توجه کردند. جریانهای آب شیرین برای درک تغییرات آب و هوایی مهم است. اما در مدلهای قدیمی، آب شیرین در مسیری اشتباه بین اقیانوس اطلس و اقیانوس منجمد جنوبی که پیرامون قطب جنوب واقع شده است در حرکت بود و در خلاف جهتی که دانشمندان در طبیعت میدیدند، جریان داشت. لیو و همکارانش این مشکل را حل کردند.
آنها سپس آزمایشی غیرعادی طراحی کردند و بررسی کردند که چگونه افزایش سطح CO2 ممکن است بر جریان اقیانوس اطلس شمالی تأثیر بگذارد. برای این آزمایشها آنها با استفاده از کامپیوتر، مقدار CO2 در اتمسفر را دو برابر کردند. کامپیوتر پیشبینی کرد که طی ۳۰۰ سال جریان اقیانوس اطلس متوقف خواهد شد. چنین افزایش سریع و شدیدی در دیاکسید کربن غیر واقعی است. اما دانشمندان میگویند این آزمایش مهمی است. با این همه، آنها در مجلهی Science Advances نتیجه گرفتند که جریان اقیانوسی پایدار نیست. لیو میگوید: «اکنون ما نیاز به آزمایش واقعیتری داریم تا شرایط آب و هوایی آینده را پیش بینی کنیم.»
پیشبینی رفتار جریان اقیانوسی کار سختی است. پیشبینیهای دقیق وابسته به دادههای بلندمدت از جریانات واقعی اقیانوس اطلس است. «جرالد میل»، دانشمندی که در سازمان ملی پژوهشهای جوی، در بولدر، کلوریدا کار میکند، خاطر نشان میکند که در حقیقت تنها ۲۰ سال از چنین دادههایی برای جریان اقیانوسی اطلس در دسترس است. این جریان اقیانوس اطلس که چرخهی معکوس نصفالنهاری اطلس (AMOC) نامیده میشود، همچون تسمه نقالهای عظیم کار میکند که آب گرم را در سطح اقیانوس اطلس از جنوب به شمال حمل میکند. در نزدیکی گرینلد جریان دور میزند. سپس آب سرد به زیر میرود و دوباره به سمت جنوب جریان مییابد. اینها دو نیمهی یک چرخه هستند. این چرخه شمال غربی اروپا را گرم نگه میدارد. این جریان همچنین سبب بارندگی در منطقهی گرمسیری اقیانوس اطلس میشود.
تغییرات آب و هوایی باعث گرم شدن آب در اطلس شمالی شده است. این آبها امروزه کم چگالتر از گذشته هستند. بنابراین احتمال اینکه به زیر بروند کمتر است و این قضیه میتواند باعث کند شدن AMOC شود. شوری اقیانوس همچنین نقش مهمی در گردش این تسمه نقاله بازی میکند. پیشتر، در مدلهای کامپیوتری، آب شیرین از اقیانوس منجمد جنوبی به اقیانوس اطلس جریان مییافت. با گرم شدن دمای زمین، جریان آب شیرین کند شد و اطلس شورتر شد. این آب مملو از نمک، همچون آب سرد ، چگالی بالاتری دارد و میبایست جریان AMOC را سرعت ببخشد. اما مشاهدات اقیانوسي نشان میدهد که آب شیرین به طرز متفاوتی جریان مییابد. آب از اقیانوس اطلس به درون اقیانوس منجمد جنوبی جریان مییابد، نه در جهت عکس. لیو در مطالعهی جدید گروه خود، جهت جریان آب شیرین را تصحیح کرد.
سپس محققان مقدار دی اکسید کربن را در اتمسفر در مقایسه به مقداری که در سال ۱۹۹۰ وجود داشت، دو برابر کردند. حال کامپیوتر پیش بینی کرد که اطلس شمالی گرم خواهد شد و AMOC کُند خواهد شد. آب سردتر، به سمت شمال حرکت کرد. و در حالی که AMOC کند شد، آب شیرین کمتری از اطلس به درون اقیانوس منجمد جنوبی جریان یافت. این رویداد از مقدار نمک موجود در اطلس کاست. در طول زمان، AMOC کند و ضعیف شد. در نهایت، تسمه نقالهی آب از حرکت ایستاد.
این پیشبینی کامپیوتری بود. اگر این رویداد در دنیای واقعی اتفاق افتاده بود، کشورهایی همچون انگلستان و ایسلند سردتر میشد. مقدار در حال افزایش دی اکسید کربن در کرهی زمین، به طور معمول اتمسفر را گرمتر خواهد کرد. اما سردکنندگی ناشی از جریانی متوقف شده، بر آن اثر غلبه خواهد کرد و گرمایش گلخانهای را ملغی خواهد کرد. پژوهشگران همچنین سعی کردند شبیهسازی را بدون تصحیح جهت جریان آب شیرین انجام دهند. در نتیجه جریان بیشتر از آن متوقف نماند. محققان خاطر نشان کردند که متوقف شدن تسمه نقاله در دورهای ۳۰۰ ساله بدترین اتفاق ممکن نبود. آب و هوای گرمشونده باعث ذوب شدن یخها در گرینلد شده است که میتواند جریان آب شیرین را به درون اقیانوس اطلس افزایش دهد و این امر به کند شدن AMOC کمک میکند. اما گروه لیو در مطالعهی جدیدشان این عامل را بررسی نکردند.
نوشته: توماس سامنر
ترجمه: مجلهی علمی ایلیاد
ترجمه: مجلهی علمی ایلیاد