Wikipedie

Atlantická meridionální cirkulace

součást globálního termohalinního výměníku v Atlantském oceánu
(přesměrováno z Atlantská poledníková převratná cirkulace)

Atlantická meridionální cirkulace (Atlantic meridional overturning circulation, AMOC) je součástí globálního termohalinního výměníku v oceánech a je zónově integrovanou složkou povrchových a hlubinných proudů v Atlantském oceánu. Je charakterizována prouděním teplé, slané vody v horních vrstvách Atlantiku směrem na sever a prouděním chladnějších, hlubokých vod směrem na jih. Tyto „větve“ jsou spojeny oblastmi převracení v Severním a Labradorském moři a v Jižním oceánu, i když rozsah převracení v Labradorském moři je sporný.[1][2] AMOC je důležitou součástí klimatického systému Země a je výsledkem působení atmosférických i termohalinních faktorů.

Topografická mapa severních moří a subpolárních pánví s povrchovými proudy (plné křivky) a hlubinnými proudy (přerušované křivky), které tvoří část atlantická meridionální cirkulace. Barvy křivek udávají přibližné teploty.

Změna klimatu může oslabit AMOC v důsledku zvýšení obsahu tepla v oceánech a zvýšených toků sladké vody z tajících ledovců. Oceánografické rekonstrukce obecně naznačují, že AMOC je již nyní slabší než před průmyslovou revolucí.[3][4] Současně se vedou rozsáhlé diskuse o úloze klimatických změn v porovnání se stoletou a tisíciletou proměnlivostí cirkulace.[5][6] Klimatické modely shodně předpokládají, že AMOC bude v průběhu 21. století dále slábnout,[7] což by mohlo ovlivnit průměrnou teplotu v oblastech, jako je Skandinávie a Británie, které jsou ohřívány severoatlantickým driftem.[8] Slábnutí AMOC by také urychlilo vzestup hladiny oceánů v okolí Severní Ameriky a snížilo primární produkci v severním Atlantiku.[9]

Výrazné oslabení AMOC může způsobit naprostý kolaps cirkulace, který by nebyl snadno zvratitelný a představoval by tak jeden z bodů zvratu klimatického systému.[10] Úplné zastavení by mělo mnohem větší dopady než zpomalení. Ovlivněny by byly mořské i některé suchozemské ekosystémy: snížila by se průměrná teplota a srážky v Evropě, což by snížilo zemědělskou produkci v regionu,[11] a mohl by mít podstatný vliv na extrémní projevy počasí.[12] Modely zemského systému používané v rámci projektu Coupled Model Intercomparison Project naznačují, že zastavení je pravděpodobné až poté, co se vysoká úroveň oteplování udrží i po roce 2100,[13][14][15] ale někteří vědci je kritizovali za to, co považovali za přílišnou stabilitu,[16] a řada studií s nižší složitostí tvrdí, že ke kolapsu může dojít podstatně dříve.[17][18] Jedna z těchto méně komplexních prognóz naznačuje, že ke kolapsu AMOC by mohlo dojít kolem roku 2057,[19] ale mnoho vědců je k tomuto tvrzení skeptických.[20] Na druhou stranu paleoceánografický výzkum naznačuje, že AMOC může být ještě stabilnější, než předpovídá většina modelů.[21][22] Modely ukazují, že případný kolaps AMOC by způsobil, že se například průměrná roční teplota ve Vídni díky této změně sníží přibližně o 3 °C a to především v zimě.[23] To by tak zde přibližně kompenzovalo efekt globálního nárůstu teplot, který je na pevnině větší.

Celková struktura

editovat
 
AMOC ve vztahu ke globální termohalinní cirkulaci (animace)

Atlantická meridionální cirkulace (AMOC) je součástí globální termohalinního výměníku v oceánech a je zónově integrovanou složkou povrchových a hlubinných proudů v Atlantském oceánu. Všeobecná termohalinní cirkulace je vzorec proudění vody ve světových oceánech. Teplá voda proudí podél hladiny, dokud nedosáhne jednoho z několika zvláštních míst v blízkosti Grónska nebo Antarktidy. Tam voda klesá a pak se po stovky let plazí po dně oceánu v hloubce několika kilometrů a postupně stoupá v Tichém a Indickém oceánu. Severní povrchové proudění přenáší značné množství tepelné energie z tropů a jižní polokoule směrem k severnímu Atlantiku, kde se teplo ztrácí do atmosféry v důsledku silného teplotního gradientu. Při ztrátě tepla se voda stává hustší a klesá. Toto zhuštění spojuje teplé povrchové rameno se studeným hlubokým zpětným ramenem v oblastech konvekce v Severním a Labradorském moři. Větve jsou také propojeny v oblastech vzdouvání, kde divergence povrchových vod způsobuje Ekmanovo sání a vzestupný tok hluboké vody.

AMOC se skládá z horní a dolní větve. Horní větev se skládá ze severního povrchového toku, jakož i z jižního zpětného toku severoatlantické hlubinné vody (NADW). Spodní větev představuje severní proudění husté antarktické spodní vody (AABW) – která omývá hlubinný oceán.[1]

AMOC významně ovlivňuje hladinu moře v severním Atlantiku, zejména podél severovýchodního pobřeží Severní Ameriky. Výjimečné oslabení AMOC v zimě 2009–2010 se podílelo na nebezpečném vzestupu mořské hladiny o 13 cm podél pobřeží New Yorku.[24]

Mohou existovat dva stabilní stavy AMOC: silná cirkulace (jak je vidět v posledních tisíciletích) a režim slabé cirkulace, jak naznačují modely obecné cirkulace spojené mezi atmosférou a oceánem a modely systémů Země střední složitosti.[18] Řada modelů zemského systému však tuto bistabilitu neidentifikuje.[18]

Účinky na klima

editovat

Čistý přenos tepla v Atlantiku směrem na sever je mezi světovými oceány jedinečný a je příčinou relativního oteplení severní polokoule.[1] AMOC přenáší na 26,5° severní šířky průměrně výkon přibližně 1,3 PW.[25] AMOC přenáší až 25 % globálního přenosu tepla mezi atmosférou a oceánem na severní polokouli směrem na sever.[26] Obecně se má za to, že to zlepšuje klima v severozápadní Evropě, i když tento efekt je předmětem diskusí.[27][28]

Kromě toho, že AMOC funguje jako tepelné čerpadlo a chladič pro vysoké zeměpisné šířky,[29][30] je největším propadem uhlíku na severní polokouli, sekvestruje přibližně 0.7 Gt uhlíku za rok.[31] Tato sekvestrace uhlíku má významné důsledky pro vývoj antropogenního globálního oteplování – zejména s ohledem na nedávný a předpokládaný budoucí pokles síly AMOC.[32]

Termohalinní cirkulace a sladká voda

editovat
 
Červený konec spektra ukazuje zpomalení v této prezentaci trendu rychlostí odvozených z dat výškoměru NASA Pathfinder od května 1992 do června 2002. Zdroj: NASA.

Teplo je přenášeno od rovníku k pólům většinou atmosférou, ale také mořskými proudy, přičemž teplá voda je blízko povrchu a studená voda v hlubších úrovních. Nejznámějším segmentem této cirkulace je Golfský proud, větrem poháněný mořský proud, který dopravuje teplou vodu z Karibiku na sever. Severní větev Golfského proudu, North Atlantic Drift, je součástí termohalinní cirkulace (THC), která přenáší teplo dále na sever do severního Atlantiku, kde jeho vliv na oteplování atmosféry přispívá k oteplování Evropy.

Odpařování oceánské vody v severním Atlantiku zvyšuje salinitu vody a také ji ochlazuje, přičemž obě akce zvyšují hustotu vody na povrchu. Tvorba mořského ledu dále zvyšuje slanost a hustotu, protože sůl je vyvrhována do oceánu.[33] Tato hustá voda pak klesá a cirkulační proud pokračuje jižním směrem. Nicméně, AMOC je řízeno rozdíly v teplotě oceánu a slanosti. Sladká voda však snižuje slanost oceánské vody a prostřednictvím tohoto procesu zabraňuje potápění chladnějších vod. Tento mechanismus možná způsobil teplotní anomálii studeného povrchu oceánu, která je v současnosti pozorována poblíž Grónska.[34]

Globální oteplování by mohlo vést ke zvýšení množství sladké vody v severních oceánech, táním ledovců v Grónsku a zvýšením srážek, zejména v sibiřských řekách.[35][36]

Studie Floridského proudu naznačují, že Golfský proud s ochlazováním slábne a byl nejslabší (o ~ 10 %) během malé doby ledové.[37]

Odkazy

editovat

Reference

editovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Atlantic meridional overturning circulation na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b c BUCKLEY, Martha W.; MARSHALL, John. Observations, inferences, and mechanisms of the Atlantic Meridional Overturning Circulation: A review. Reviews of Geophysics. 2016-03, roč. 54, čís. 1, s. 5–63. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 8755-1209. DOI 10.1002/2015RG000493. (anglicky) 
  2. ↑ LOZIER, M. S.; LI, F.; BACON, S. A sea change in our view of overturning in the subpolar North Atlantic. Science. 2019-02, roč. 363, čís. 6426, s. 516–521. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.aau6592. (anglicky) 
  3. ↑ RAHMSTORF, Stefan; BOX, Jason E.; FEULNER, Georg. Exceptional twentieth-century slowdown in Atlantic Ocean overturning circulation. Nature Climate Change. 2015-05, roč. 5, čís. 5, s. 475–480. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1758-678X. DOI 10.1038/nclimate2554. (anglicky) 
  4. ↑ CAESAR, L.; MCCARTHY, G. D.; THORNALLEY, D. J. R. Current Atlantic Meridional Overturning Circulation weakest in last millennium. Nature Geoscience. 2021-03, roč. 14, čís. 3, s. 118–120. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1752-0894. DOI 10.1038/s41561-021-00699-z. (anglicky) 
  5. ↑ LATIF, Mojib; SUN, Jing; VISBECK, Martin. Natural variability has dominated Atlantic Meridional Overturning Circulation since 1900. Nature Climate Change. 2022-05, roč. 12, čís. 5, s. 455–460. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1758-678X. DOI 10.1038/s41558-022-01342-4. (anglicky) 
  6. ↑ KILBOURNE, K. Halimeda; WANAMAKER, Alan D.; MOFFA-SANCHEZ, Paola. Atlantic circulation change still uncertain. Nature Geoscience. 2022-03, roč. 15, čís. 3, s. 165–167. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1752-0894. DOI 10.1038/s41561-022-00896-4. (anglicky) 
  7. ↑ INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC). The Ocean and Cryosphere in a Changing Climate: Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. 1. vyd. [s.l.]: Cambridge University Press Dostupné online. ISBN 978-1-009-15796-4, ISBN 978-1-009-15797-1. DOI 10.1017/9781009157964.001.. S. 19. DOI: 10.1017/9781009157964. 
  8. ↑ LENTON, Timothy M.; HELD, Hermann; KRIEGLER, Elmar. Tipping elements in the Earth's climate system. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2008-02-12, roč. 105, čís. 6, s. 1786–1793. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.0705414105. (anglicky) 
  9. ↑ SCHMITTNER, Andreas. Decline of the marine ecosystem caused by a reduction in the Atlantic overturning circulation. Nature. 2005-03, roč. 434, čís. 7033, s. 628–633. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature03476. (anglicky) 
  10. ↑ MCSWEENEY, Robert. Explainer: Nine ‘tipping points’ that could be triggered by climate change. Carbon Brief [online]. 2020-02-10 [cit. 2023-09-13]. Dostupné online. (anglicky) 
  11. ↑ Atlantic circulation collapse could cut British crop farming. phys.org [online]. University of Exeter [cit. 2023-09-13]. Dostupné online. (anglicky) 
  12. ↑ HANSEN, J.; SATO, M.; HEARTY, P. Ice melt, sea level rise and superstorms: evidence from paleoclimate data, climate modeling, and modern observations that 2 °C global warming is highly dangerous. [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. DOI 10.5194/acpd-15-20059-2015. DOI: 10.5194/acpd-15-20059-2015. 
  13. ↑ LIU, Wei; XIE, Shang-Ping; LIU, Zhengyu. Overlooked possibility of a collapsed Atlantic Meridional Overturning Circulation in warming climate. Science Advances. 2017-01-06, roč. 3, čís. 1. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 2375-2548. DOI 10.1126/sciadv.1601666. (anglicky) 
  14. ↑ BAKKER, P.; SCHMITTNER, A.; LENAERTS, J. T. M. Fate of the Atlantic Meridional Overturning Circulation: Strong decline under continued warming and Greenland melting. Geophysical Research Letters. 2016-12-16, roč. 43, čís. 23. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0094-8276. DOI 10.1002/2016GL070457. (anglicky) 
  15. ↑ SIGMOND, Michael; FYFE, John C.; SAENKO, Oleg A. Ongoing AMOC and related sea-level and temperature changes after achieving the Paris targets. Nature Climate Change. 2020-07, roč. 10, čís. 7, s. 672–677. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1758-678X. DOI 10.1038/s41558-020-0786-0. (anglicky) 
  16. ↑ VALDES, Paul. Built for stability. Nature Geoscience. 2011-07, roč. 4, čís. 7, s. 414–416. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1752-0894. DOI 10.1038/ngeo1200. (anglicky) 
  17. ↑ LOHMANN, Johannes; DITLEVSEN, Peter D. Risk of tipping the overturning circulation due to increasing rates of ice melt. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021-03-02, roč. 118, čís. 9. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0027-8424. DOI 10.1073/pnas.2017989118. (anglicky) 
  18. ↑ a b c BOERS, Niklas. Observation-based early-warning signals for a collapse of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. Nature Climate Change. 2021-08, roč. 11, čís. 8, s. 680–688. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1758-6798. DOI 10.1038/s41558-021-01097-4. (anglicky) 
  19. ↑ DITLEVSEN, Peter; DITLEVSEN, Susanne. Warning of a forthcoming collapse of the Atlantic meridional overturning circulation. Nature Communications. 2023-07-25, roč. 14, čís. 1, s. 4254. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 2041-1723. DOI 10.1038/s41467-023-39810-w. (anglicky) 
  20. ↑ expert reaction to paper warning of a collapse of the Atlantic meridional overturning circulation | Science Media Centre [online]. [cit. 2023-09-13]. Dostupné online. (anglicky) 
  21. ↑ HE, Feng; CLARK, Peter U. Freshwater forcing of the Atlantic Meridional Overturning Circulation revisited. Nature Climate Change. 2022-05, roč. 12, čís. 5, s. 449–454. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1758-6798. DOI 10.1038/s41558-022-01328-2. (anglicky) 
  22. ↑ KIM, Soong-Ki; KIM, Hyo-Jeong; DIJKSTRA, Henk A. Slow and soft passage through tipping point of the Atlantic Meridional Overturning Circulation in a changing climate. npj Climate and Atmospheric Science. 2022-02-11, roč. 5, čís. 1, s. 1–10. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 2397-3722. DOI 10.1038/s41612-022-00236-8. (anglicky) 
  23. ↑ Physics-based early warning signal shows that AMOC is on tipping course. www.science.org [online]. [cit. 2024-02-18]. Dostupné online. 
  24. ↑ GODDARD, Paul B.; YIN, Jianjun; GRIFFIES, Stephen M. An extreme event of sea-level rise along the Northeast coast of North America in 2009–2010. Nature Communications. 2015-02-24, roč. 6, čís. 1. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 2041-1723. DOI 10.1038/ncomms7346. (anglicky) 
  25. ↑ Sustained Observations in the Atlantic and Southern Oceans. www.southampton.ac.uk [online]. [cit. 2024-02-11]. Dostupné online. 
  26. ↑ L. BRYDEN, Harry; IMAWAKI, Shiro. Chapter 6.1 Ocean heat transport. Svazek 77. [s.l.]: Elsevier Dostupné online. ISBN 978-0-12-641351-9. DOI 10.1016/s0074-6142(01)80134-0. S. 455–474. (anglicky) DOI: 10.1016/S0074-6142(01)80134-0. 
  27. ↑ ROSSBY, T. The North Atlantic Current and surrounding waters: At the crossroads. Reviews of Geophysics. 1996-11, roč. 34, čís. 4, s. 463–481. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. DOI 10.1029/96RG02214. (anglicky) 
  28. ↑ RHINES, Peter; HÄKKINEN, Sirpa; JOSEY, Simon A. Is Oceanic Heat Transport Significant in the Climate System?. Příprava vydání Robert R. Dickson, Jens Meincke, Peter Rhines. Dordrecht: Springer Netherlands Dostupné online. ISBN 978-1-4020-6774-7. DOI 10.1007/978-1-4020-6774-7_5. S. 87–109. (anglicky) DOI: 10.1007/978-1-4020-6774-7_5. 
  29. ↑ CHEN, Xianyao; TUNG, Ka-Kit. Global surface warming enhanced by weak Atlantic overturning circulation. Nature. 2018-07, roč. 559, čís. 7714, s. 387–391. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 1476-4687. DOI 10.1038/s41586-018-0320-y. (anglicky) 
  30. ↑ MORRISON, Adele K.; FRÖLICHER, Thomas L.; SARMIENTO, Jorge L. Upwelling in the Southern Ocean. Physics Today. 2015-01-01, roč. 68, čís. 1, s. 27–32. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0031-9228. DOI 10.1063/pt.3.2654. 
  31. ↑ GRUBER, Nicolas; KEELING, Charles D.; BATES, Nicholas R. Interannual Variability in the North Atlantic Ocean Carbon Sink. Science. 2002-12-20, roč. 298, čís. 5602, s. 2374–2378. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0036-8075. DOI 10.1126/science.1077077. (anglicky) 
  32. ↑ Global Carbon and Other Biogeochemical Cycles and Feedbacks. Příprava vydání Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge: Cambridge University Press Dostupné online. ISBN 978-1-009-15788-9. DOI 10.1017/9781009157896.007. S. 673–816. DOI: 10.1017/9781009157896.007. 
  33. ↑ brine. National Snow and Ice Data Center [online]. [cit. 2023-09-13]. Dostupné online. (anglicky) 
  34. ↑ www.washingtonpost.com. Dostupné online. 
  35. ↑ GIERZ, Paul; LOHMANN, Gerrit; WEI, Wei. Response of Atlantic overturning to future warming in a coupled atmosphere‐ocean‐ice sheet model. Geophysical Research Letters. 2015-08-28, roč. 42, čís. 16, s. 6811–6818. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0094-8276. DOI 10.1002/2015GL065276. (anglicky) 
  36. ↑ BBC - Science & Nature - Horizon - Big Chill. www.bbc.co.uk [online]. [cit. 2023-09-13]. Dostupné online. 
  37. ↑ LUND, David C.; LYNCH-STIEGLITZ, Jean; CURRY, William B. Gulf Stream density structure and transport during the past millennium. Nature. 2006-11, roč. 444, čís. 7119, s. 601–604. Dostupné online [cit. 2023-09-13]. ISSN 0028-0836. DOI 10.1038/nature05277. (anglicky) 

Externí odkazy

editovat

Související stránky

editovat
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Atlantická_meridionální_cirkulace&oldid=24380243“