Замедление циркуляции океана усиливает экстремальные холода

Согласно новому исследованию UArizona, замедление циркуляции океана в результате изменения климата может усилить экстремальные холода в США.

По океанам Земли проходит конвейерная лента с водой. Его взбивание зависит от разницы в температуре и солености воды, а погодные условия во всем мире регулируются его активностью.

Теперь новое научное издание показывает, что атлантическая часть этой всемирной конвейерной ленты, называемая атлантической меридиональной опрокидывающейся циркуляцией, или AMOC, критически влияет на зимнюю погоду в Соединенных Штатах. Поскольку в настоящее время AMOC замедляется, в США будет более холодная зимняя погода.

Как работает AMOC?

Теплая вода движется на север в верхнюю часть Атлантического океана и выделяет тепло в атмосферу в высоких широтах. По мере охлаждения вода становится более плотной, из-за чего она погружается в глубокий океан, откуда течет обратно на юг.

Эта циркуляция переносит огромное количество тепла – порядка 1 петаватта или от 10 до 15 ватт мощности – на север в океане. В настоящее время потребление энергии во всем мире составляет около 20 тераватт, или от 10 до 12 ватт мощности. Итак, 1 петаватта хватит примерно на 50 цивилизаций.

Но поверхность океана в настоящее время нагревается. В то же время ледяной щит Гренландии тает, в результате чего в океан попадает больше пресной воды. Как нагревание, так и опреснение воды могут снизить плотность поверхностных вод и препятствовать опусканию воды, замедляя AMOC. Если AMOC замедляется, замедляется перенос тепла на север.

Это важно, потому что экватор получает от солнца больше энергии, чем полюса. И атмосфера, и океан работают для переноса энергии из низких широт в высокие. Если океан не может переносить столько тепла на север, то вместо этого атмосфера должна переносить больше тепла в результате более экстремальных погодных процессов в средних широтах. Когда атмосфера перемещает тепло на север, холодный воздух вытесняется с полюсов и перемещается в более низкие широты, достигая мест на юге, вплоть до южной границы США.

Думайте об этом как о двух автомагистралях, соединяющих два больших города. Если один отключен, другой получит больше трафика. В атмосфере движения – это ежедневная погода. Таким образом, если перенос тепла через океан замедляется или прекращается, погода становится более экстремальной.

Исследование было мотивировано экстремально холодной погодой в Техасе в феврале. Вот несколько потрясающих фотографий из Big Freeze!

«В Хьюстоне дневная температура упала на 40 градусов по Фаренгейту ниже нормы.– сказал Инь. «Это типичный диапазон разницы температур летом / зимой. Это заставило Техас почувствовать себя Арктикой. Такая экстремальная зимняя погода случилась несколько раз в США за последние годы, поэтому научное сообщество работает над пониманием механизма, лежащего в основе этих экстремальных явлений.”

Кризис в Техасе вызвал повсеместные и катастрофические отключения электроэнергии, и Национальное управление океанических и атмосферных исследований оценило социально-экономический ущерб в 20 миллиардов долларов. Инь интересовался, какую роль играет океан в экстремальных погодных условиях.

Инь и Чжао использовали современную модель глобального климата с высоким разрешением, чтобы измерить влияние AMOC на экстремально холодную погоду в США.

Они запустили модель дважды, сначала изучив сегодняшний климат с работающим AMOC. Затем они скорректировали модель, введя достаточно пресной воды в высокоширотную Северную Атлантику, чтобы закрыть AMOC. Разница показала роль AMOC в экстремально холодную погоду. Они обнаружили, что без AMOC и его переноса тепла на север в США усиливается чрезвычайно холодная зимняя погода.

Исследователи также не приняли во внимание в своей модели последствия глобального потепления, вызванного деятельностью человека, но, по словам Инь, это область интересов на будущее.

«Мы просто выключаем AMOC (в модели), чтобы посмотреть реакцию на экстремальную погоду,” он сказал. «Затем мы хотим учесть парниковые газы и посмотреть на комбинированные эффекты замедления роста AMOC и глобального потепления на экстремально холодную погоду.”