قد يشهد التيار الأطلسي الرئيسي الذي يحافظ على دفء شمال أوروبا تغيرات ونقاط تحول جديدة

إن شمال أوروبا دافئ نسبياً نظراً لموقعها على سطح الكرة الأرضية. على سبيل المثال، ورغم أن لندن تقع شمال أغلب المدن الكندية الكبرى، فإنها أكثر دفئاً من جميع المدن (حتى فانكوفر في كولومبيا البريطانية). ولكن هذا الدفء قد يختفي بحلول مطلع القرن الحالي بسبب ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي.

والسبب في ذلك أن تياراً بحرياً رئيسياً، وهو تيار المحيط الأطلسي الجنوبي (AMOC)، الذي يمتد من خليج المكسيك إلى سفالبارد في النرويج، قد يتوقف عن الجريان. وهو يحمل اليوم كميات هائلة من المياه الدافئة إلى شمال الأطلسي، حيث يبرد ويغوص ويغير اتجاهه بشكل حاد، ويتحرك بعيداً عن الساحل الشرقي لجرينلاند، ثم عبر وسط الأطلسي (وتحت تيار المحيط الأطلسي الجنوبي الشرقي) إلى جنوب المحيط الأطلسي. والحرارة التي يطلقها في هذه العملية تحافظ على موانئ شمال أوروبا خالية من الجليد.

في ظل ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي، تختلط المياه المالحة في شمال شرق المحيط الأطلسي بالمياه العذبة الباردة القادمة من القطب الشمالي الذائب، ومع زيادة هطول الأمطار التي تميز ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي. وتعمل هذه المياه العذبة على خفض كثافة التيار وملوحته، وبالتالي تقل برودة التيار وهبوطه في شمال المحيط الأطلسي، وبالتالي تقل تدفقاته جنوباً.

في عام 1995، قام مصممو نماذج المناخ متوقع أن دورة AMOC سوف تتوقف بحلول عام 2200. كانت الملاحظات متاحة منذ عام 2004، وفي الواقع، هناك أجزاء من AMOC يبدو أنه يتباطأ.

ولكن حتى الآن، لم تتمكن النماذج المناخية من إلقاء نظرة عن كثب على الدورة الأطلسية المحيطية، بما في ذلك تياراتها ودواماتها ومدخلاتها العديدة.

والآن، باستخدام نموذج مناخي يتناول نظرة أكثر تفصيلاً للدورة الأطلسية القطبية، أصبح لدى العلماء رؤية أفضل لمستقبلها، حيث اكتشفوا تفاصيل أغفلتها النماذج السابقة. وفي هذا النموذج الجديد الأكثر دقة، ينهار الدورة الأطلسية القطبية فجأة في بعض المناطق، ويزداد بشكل غير متوقع في مناطق أخرى. والنتائج هي: نشرت في المجلة رسائل المراجعة المادية.

وقال جيريت لوهمان، أحد المشاركين في الدراسة من معهد ألفريد فيجنر في مركز هلمهولتز للأبحاث القطبية والبحرية في جامعة بريمن في ألمانيا: “تكشف دراستنا النموذجية عالية الدقة عن تحول مذهل: قد تتعزز الدورة الانقلابية المحيطية الأطلسية (AMOC) في منطقة المحيط الأطلسي شبه القطبية بسبب الاحترار”، “متحدية الاعتقاد السائد بأن نظام التيار الحيوي هذا يضعف بشكل موحد”.

إن النماذج المناخية العالمية الكبيرة المستخدمة في توقعات تغير المناخ تقسم الأرض والمحيط إلى مناطق تبلغ مساحتها 100 كيلومتر في 100 كيلومتر، وذلك لاستيعاب الوقت وتوافر الحوسبة. وباعتبارها نماذج “منخفضة الدقة”، فقد تفوتها سمات فيزيائية أصغر، مثل الدوامات و الدوامات فى المحيط.

استخدم لوهمان وزملاؤه نموذجًا مناخيًا عالي الدقة تم تطويره مؤخرًا يسمى نموذج نظام الأرض المجتمعي الذي أدى إلى تقليص أحجام الشبكة السابقة من 1 درجة من خطوط العرض والطول على كل جانب إلى 0.1 درجة، أو حوالي 17 كيلومترًا.

لقد افترضوا أن مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي سوف يرتفع بمعدل مرتفع – وهو ما أكدته اللجنة الدولية للتغيرات المناخية. سيناريو RCP 8.5مع زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون بسرعة على مدار القرن إلى مستوى يبلغ نحو 1250 جزءًا في المليون في عام 2100.

وأظهر كل من النموذجين عالي الدقة ومنخفض الدقة تباطؤًا عامًا في AMOC، بنحو 8 ملايين متر مكعب من المياه في الثانية من عام 2000 إلى عام 2100، مع انخفاض حاد بالقرب من عام 2020. (بالمقارنة، فإن معدل التدفق الإجمالي لـ AMOC يقدر بنحو 15 إلى 20 مليون متر مكعب من المياه في الثانية، ونقل حوالي 1.3 مليون مليار جول من الطاقة في الثانية). ولكن على نطاق أصغر وأكثر إقليمية، انهارت أجزاء من AMOC فجأة، وفي أجزاء أخرى تعززت بمرور الوقت.

وقال لوهمان “تكشف نماذج المناخ المتقدمة الآن أنه في ظل الانبعاثات الشديدة للغازات المسببة للاحتباس الحراري (RCP 8.5)، قد تشهد الدورة المحيطية الأطلسية انخفاضات حادة في بعض المناطق بينما تزداد بشكل متناقض في القطب الشمالي. ويحدث هذا التعزيز الإقليمي غير المتوقع على الرغم من الاتجاه العام نحو الضعف في نشاط الدورة المحيطية الأطلسية”.

بالإضافة إلى الاختلافات الإقليمية والتيارات المحيطية، أظهر النموذج عالي الدقة نقاط تحول لم تكن معروفة من الدراسات ذات الدقة المنخفضة.

نقطة التحول هي عندما يتغير النظام فجأة من حالة إلى أخرى – وهي العتبة التي يتسبب فيها تغيير صغير إضافي في انتقال النظام فجأة إلى حالة جديدة. على سبيل المثال، يمكنك أن تأكل وتأكل وأنت ترتدي بنطالًا، ولكن في مرحلة ما سوف يتمزق الجزء السفلي من بنطالك فجأة، وسيظل في حالة مختلفة إلى الأبد. هذه نقطة تحول بالنسبة للبنطال.

الأنظمة الفرعية لل النظام المناخي لديه نقاط تحولعلى سبيل المثال، أجريت دراسات على ماضي الغطاء الجليدي في جرينلاند مُقدَّر وسوف تشهد الأرض نقطة تحول عندما ترتفع درجة حرارة الأرض بنحو 2.5 درجة مئوية فوق مستوى ما قبل الصناعة. وعندما تصل الأرض إلى نقطة التحول، فقد يصبح ذوبان الغطاء الجليدي بأكمله أمراً لا مفر منه.

ووجد العلماء أنه على المقاييس الأصغر، تحتوي أجزاء من الدورة الأطلسية الجيوفيزيائية على نقاط تحول لا تظهر في النماذج السابقة للدورة الأطلسية الجيوفيزيائية العامة.

وقال لوهمان: “تسلط النتائج الضوء على الحاجة الملحة لدمج الديناميكيات الإقليمية في توقعات الدورة البحرية الأطلسية، حيث يمكن أن يكون لهذه التحولات المحلية تأثيرات عميقة على المناخ والنظم البيئية البحرية”.

“وبينما نواجه مستقبلاً مناخياً غير مؤكد، فإن هذه الرؤى تؤكد على الأهمية الحاسمة لتطوير نماذج المناخ لتوقع التغيرات الجذرية في أنظمة كوكبنا والاستجابة لها”. وعلاوة على ذلك، قال إن ردود الفعل بين الدورة الأطلسية الأطلسية الشاملة والدورة الأطلسية الأطلسية الصغيرة الحجم “قد تتغير في المستقبل”.

© 2024 شبكة العلوم X