Międzynarodowy zespół naukowców – kierowany przez uniwersytet z Cambridge, Oxfordu i University of California San Diego i częściowo wspierany przez Radę ds. Badań nad Środowiskiem Naturalnym (NERC), część brytyjskich badań i innowacji (UKRI) – określił skalę podwodnych turbulencji na Atlantyku. Jak się okazuje, ich znaczenie nie jest dokładnie odzwierciedlone w modelach będących podstawą polityki klimatycznej.
Podwodne fale
Według najnowszych badań fale pod powierzchnią oceanu odgrywają bardzo ważną rolę w magazynowaniu ciepła i węgla przez akwen. To zależy od turbulencji we wnętrzu zbiornika. Ciepło i węgiel są albo wypychane w głąb oceanu, albo przyciągane w kierunku powierzchni. Mimo że zjawisko podwodnych turbulencji jest znane od dawna, dotychczas nie poznaliśmy w pełni jego znaczenia w transporcie cieplno-węgielnej mieszanki. Na pewno jest ono większe, niż sądzono do tej pory – to wynik badań opublikowanych w czasopiśmie AGU Advances.
Cyrkulacja oceaniczna przenosi ciepłe wody z tropików do północnego Atlantyku, gdzie ochładzają się, toną i wracają na południe w głębokim oceanie. Cały proces przypomina pracę gigantycznego przenośnika taśmowego. Atlantycka gałąź takiego wzorca cyrkulacji jest nazywana atlantycką południkową cyrkulacją wywracającą (AMOC). Redystrybuuje ona ciepło do regionów polarnych, gdzie topi lód, a węgiel do głębokich oceanów, w których surowiec może być magazynowany przez tysiące lat.
Wyjątkowość Atlantyku
Ocean Atlantycki ma silną cyrkulację na linii biegun – biegun, od górnego biegu do głębokiego oceanu. To sprawia, że jest unikatowy pod względem wpływu jego wód na globalny klimat. Woda szybciej porusza się na powierzchni, a wolniej w głębokiej toni.
Na przestrzeni ostatnich kilkudziesięciu lat naukowcy badali m.in. to, czy AMOC może powodować utratę tak dużej pokrywy lodowej przez Arktykę, podczas gdy niektóre pokrywy lodowe Antarktydy rosną. Jednym z możliwych wyjaśnień tego zjawiska jest tłumaczenie, zgodnie z którym ciepło pochłaniane przez ocean na północnym Atlantyku potrzebuje kilkuset lat, by dotrzeć do Antarktydy. Teraz, korzystając z połączenia teledetekcji, pomiarów ze statków i danych z autonomicznych pływaków, naukowcy odkryli, że ciepło z północnego Atlantyku może dotrzeć do Antarktydy znacznie szybciej niż sądzono wcześniej.
Ocean składa się z różnych warstw. Zimniejsza, gęstsza woda znajduje się na dole, natomiast cieplejsza i lżejsza – na górze. Większość transportu ciepła i węgla w oceanie odbywa się w określonej warstwie, jednak oba czynniki mogą przemieszczać się także między warstwami gęstości. Dzięki temu elementy ukryte w głębinach są w stanie wrócić na powierzchnię. Ruch ciepła i węgla między piętrami ułatwiają turbulencje. To ważne odkrycie z punktu widzenia nauki nie jest w pełni reprezentowane w modelach klimatycznych.
Różne szacunki wykazały, że turbulencje wpływają głównie na klasę warstw gęstości związanych z rdzeniem głębokich wód przemieszczających się na południe od północnego Atlantyku do Oceanu Południowego. Oznacza to, że ciepło i węgiel przenoszone przez te masy wody mają duże szanse na wędrowanie przez różne poziomy gęstości.
Naukowa precyzja
W modelach klimatycznych turbulencje są uwzględniane głównie w kontekście ich wpływu na cyrkulację oceanów. W świetle nowych odkryć turbulencje jawią się jako twory bardzo ważne autonomicznie, biorąc pod uwagę pochłanianie węgla i ciepła przez ocean. Turbulencje kontrolują, ile antropogenicznego ciepła dociera do pokrywy lodowej Antarktydy, i pozwalają przewidzieć skalę czasową, w której do tego dojdzie.
Badania wskazują na pilną potrzebę zainstalowania czujników turbulencji na globalnych tablicach obserwacyjnych i ich dokładniejszą reprezentację na małą skalę w modelach klimatycznych. To pozwoli naukowcom precyzyjniej prognozować skutki zmian klimatu.
