توصلت الدراسة إلى أن وتيرة تغير المناخ مهمة أكثر من الحرارة الإجمالية في السباق لإنقاذ التيارات الأطلسية الرئيسية

تشير دراسة جديدة إلى أن تيارات المحيط الأطلسي التي تنظم المناخ العالمي يمكن أن تتكيف مع ارتفاع درجات الحرارة، لكن وتيرة الاحترار الهائلة قد تتسبب في انهيار كارثي لهذه التيارات في العقود القليلة المقبلة.

تظهر النماذج المناخية أنه عندما ترتفع درجات الحرارة العالمية ببطء بسبب الزيادات الطفيفة في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على أساس سنوي (CO)₂) ، تحافظ ردود فعل التبخر والجليد البحري على قوة التيارات الأطلسية عند درجات حرارة تتجاوز 9 درجات فهرنهايت (5 درجات مئوية) من الاحترار فوق مستويات ما قبل الصناعة. وعلى النقيض من ذلك، فإن الارتفاع السريع في درجات الحرارة العالمية مدفوع سنويًا غازات الدفيئة قد تؤدي الانبعاثات المساوية أو الأعلى من الانبعاثات الحالية إلى حدوث أ نقطة التحول وجد الباحثون أن ارتفاع درجة الحرارة عند 3.6 فهرنهايت (2 درجة مئوية) فقط.

“في ظل الاحترار البطيء، يكون لدى المحيط بأكمله، من السطح إلى أعمق طبقاته، الوقت لإعادة تنظيمه تدريجيًا والتكيف مع الظروف المتغيرة”، كما يقول المؤلف المشارك في الدراسة. هينك ديكستراوقال أستاذ علم المحيطات الديناميكي بجامعة أوتريخت بهولندا في أ إفادة. “في ظل ارتفاع درجات الحرارة بشكل أسرع، لا يمكن للمحيطات ببساطة مواكبة ذلك.”

بحثت الدراسة في مدى اختلاف معدلات تغير المناخ يمكن أن يؤثر ذلك على استقرار الدورة الانقلابية للمحيط الأطلسي (AMOC)، وهي شبكة عملاقة من التيارات المحيطية التي تشمل تيار الخليج وتحمل الحرارة إلى نصف الكرة الشمالي. AMOC غير مستقر يمكن أن يجعل المناخ في بعض المناطق غير معروف على المدى الطويل. وعلى وجه التحديد، يمكن للتيارات البطيئة أن تطلق العنان لطقس متجمد في أجزاء من أوروبا، وتؤدي إلى تفاقم ارتفاع مستوى سطح البحر على طول الساحل الشرقي للولايات المتحدة، وتؤدي إلى موجات جفاف حول خط الاستواء، حسبما أظهرت أبحاث سابقة.

تشير الأبحاث السابقة إلى أن AMOC كذلك في أضعف مستوياته منذ أكثر من 1000 عام و قد يطحن إلى التوقف إذا وصل الانحباس الحراري العالمي إلى عتبة معينة، وهو ما قد يصل إليه العلماء حسب تقديرات العلماء حوالي 7.2 فهرنهايت (4 درجة مئوية) فوق مستويات ما قبل الصناعة. ومع ذلك، تشير الدراسة الجديدة إلى أن القصة تتضمن ما هو أكثر من مجرد رقم واحد.

الدورة AMOC معرضة لظاهرة الاحتباس الحراري لأن دورانها يعتمد على المياه السطحية في شمال المحيط الأطلسي التي تغرق لتشكل تيارات سفلية تدفع النظام. تغوص المياه السطحية إذا كانت أكثر كثافة – عادة، أكثر برودة وأكثر ملوحة – من الطبقات الموجودة تحتها. لكن ارتفاع الحرارة في شمال المحيط الأطلسي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المياه السطحية، كما تعمل المياه الذائبة في القطب الشمالي على تقليل تركيز أملاحها، وبالتالي فإن هذه التيارات السفلية الأساسية تتشكل بشكل أقل موثوقية مما كانت عليه من قبل.

أجرى ديكسترا وزملاؤه تجارب نموذجية تُعرف باسم CO₂ محاكاة المنحدرات، حيث يمكن محاكاة الزيادات في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي₂ المستويات مع مرور الوقت. عمل الباحثون باستخدام نماذج مناخية حديثة لإجراء عملية بطيئة لثاني أكسيد الكربون₂ المنحدر، حيث CO₂ زادت المستويات بمقدار 0.5 جزيء لكل مليون (جزء في المليون) سنويًا، كما ارتفع معدل ثاني أكسيد الكربون بسرعة 2₂ المنحدرات، حيث ارتفعت المستويات بمقدار 2.5 جزء في المليون و5 جزء في المليون سنويًا على التوالي.

شركة بطيئة₂ يحاكي المنحدر زيادة أبطأ بكثير من الارتفاع الحالي في ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي₂, والذي يتراوح بين 2.4 و2.5 جزء في المليون سنوياً.

“لقد نظرنا عمدا إلى سيناريو أبطأ بكثير مما نشهده اليوم”، مؤلف مشارك في الدراسة سموك بورنروقال عالم المحيطات الفيزيائي بجامعة أوتريخت في البيان. “وهذا سمح لنا بعزل تأثير معدل الاحترار وحده، بغض النظر عن مدى ارتفاع درجة الحرارة في نهاية المطاف.”

تم نشر النتائج في 13 أغسطس في المجلة طبيعة تغير المناخ. ويشيرون إلى أن وتيرة الاحترار، وليس الحرارة الزائدة في حد ذاتها، هي التي ستحدد ما إذا كانت الدورة AMOC ستستمر في ظل تغير المناخ. في CO البطيء₂ في تجربة المنحدر، ظل AMOC قويًا حتى ارتفاع درجة الحرارة إلى 9.9 فهرنهايت (5.5 درجة مئوية) قبل انهيار النظام. في أسرع CO₂ المنحدرات، انهار AMOC عندما وصل ارتفاع درجة الحرارة إلى 3.6 فهرنهايت.

ووجد الباحثون أن الاحترار البطيء يسمح للدورة AMOC بالتكيف مع الظروف المتغيرة من خلال آليتين. أولا، قد يؤدي ارتفاع درجات الحرارة تدريجيا إلى مزيد من التبخر في شمال المحيط الأطلسي، مما يؤدي إلى إزالة المياه العذبة وتركيز الملح في الطبقات السطحية، مما يسهل عليها الغرق. ثانياً، سوف يستهلك شمال الأطلسي كميات أقل من المياه الذائبة في القطب الشمالي في عالم أكثر دفئاً، لأن أغلب الجليد سوف يذوب بالفعل. ومن شأن مدخلات المياه العذبة الأصغر أن تسمح للنظام بتنظيم نفسه، ولكن المفتاح هو أن هذه التغييرات يجب أن تحدث ببطء، وفقًا للدراسة.

البحث له آثار على سياسة المناخ، حيث أن الأهداف الحالية وتقييمات المخاطر تعتمد على عتبات درجات الحرارة. وقال الباحثون في البيان إن جداول الأعمال السياسية يجب أن تأخذ في الاعتبار أيضًا معدل الاحترار.

بالإضافة إلى ذلك، من المهم ملاحظة أن استراتيجيات المناخ تتضمن تجاوزًا مؤقتًا – مما يعني أننا تجاوزنا مؤقتًا هدف الاحترار من قبل خفض درجات الحرارة مرة أخرى مع تقنيات مثل احتجاز الكربون – يمكن أن تؤدي إلى نقاط تحول لا رجعة فيها في الدورة AMOC والأنظمة الأرضية الأخرى، حسبما ذكر المؤلف الأول للدراسة رينيه فان ويستنوقال عالم المحيطات الفيزيائي بجامعة أوتريخت في البيان.

وقال فان ويستن: “قد تكون هناك بالفعل نقطة تحول تؤدي إلى انهيار الدورة AMOC خلال هذا التجاوز المؤقت”. “بمجرد حدوث ذلك، لا يمكن التراجع عنه ببساطة.”

تظهر الدراسة الجديدة أنه يمكن تجنب انهيار الدورة AMOC إذا قمنا بإبطاء وتيرة ظاهرة الاحتباس الحراري، لكن الحد الدقيق لا يزال غير واضح. جيني ميكينجوقال عالم أبحاث في المركز الوطني لعلوم المحيطات في المملكة المتحدة والذي لم يشارك في الدراسة، لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.

“في حين أن هذه الدراسة وحدها لا تكفي لوضع حدود لمعدل ثاني أكسيد الكربون₂ التغيير لمنع انهيار AMOC، فإنه يسلط الضوء على أهمية النظر في معدل ثاني أكسيد الكربون₂ وقال ميكينج: “إنها تزداد جنبًا إلى جنب مع مستوى الاحتباس الحراري عند دراسة استجابات نظام الأرض لتغير المناخ”.