Глобальное потепление ускоряется — и это может обрушить океанические течения

Атлантическая меридиональная циркуляция (Atlantic Meridional Overturning Circulation, сокр. AMOC) — крупная система океанических течений, которая переносит тепло в Атлантике. Учёные давно изучают возможность её резкого ослабления или коллапса на фоне изменения климата. Ранее предполагаемый порог такого перехода оценивали примерно в +4 °C глобального потепления, хотя диапазон неопределённости составлял от +1,4 до +8 °C.

Новое исследование, опубликованное в Nature Climate Change, показывает, что одного температурного порога может быть недостаточно для оценки риска. Важную роль играет скорость изменения радиационного воздействия, связанного с ростом концентрации парниковых газов.

Медленное потепление позволяет AMOC адаптироваться

Учёные провели серию экспериментов с климатической моделью CESM, постепенно увеличивая концентрацию CO₂ с разной скоростью.

• При медленном росте: концентрация CO₂ увеличивалась на 0,5 ppm в год. В этом случае AMOC оставалась стабильной даже при глобальном потеплении до +5,5 °C.

• При быстром росте: при увеличении концентрации CO₂ на 2,5 и 5,0 ppm в год коллапс AMOC начинался примерно при +2 °C потепления.

Таким образом, одинаковый уровень потепления может приводить к разным результатам в зависимости от того, насколько быстро меняются климатические условия.

Почему скорость имеет значение

При медленном потеплении поверхность океана и его глубинные слои успевают перестраиваться согласованно. Важную роль играют усиление испарения и сокращение площади морского льда. Испарение увеличивает солёность воды, а отступление льда уменьшает его изолирующее воздействие и снижает поступление пресной воды от таяния. Кроме того, освобождаются дополнительные районы для глубокой конвекции.

Эти процессы работают медленно — на протяжении столетий. При быстром изменении климата океан не успевает за изменениями на поверхности. Поверхностные воды становятся менее плотными быстрее, чем успевают перестроиться глубинные воды, что нарушает условия, необходимые для поддержания циркуляции.

На этом фоне усиливается солевая адвективная обратная связь — один из основных механизмов дестабилизации AMOC. В быстрых сценариях происходит накопление пресной воды в верхних слоях Северной Атлантики, после чего циркуляция значительно ослабевает и может перейти в состояние коллапса.

Что показали сценарии изменения климата

Исследователи также сравнили результаты с более привычными сценариями RCP. В модели при RCP2.6 AMOC восстанавливалась. При RCP4.5 начало коллапса происходило примерно в 2110 году, когда глобальная температура была на +2,19 °C выше уровня периода 1850–1899 годов. При RCP8.5 коллапс начинался примерно в 2060 году при потеплении на +2,78 °C.

При этом авторы подчёркивают, что переход AMOC в слабое состояние в этих экспериментах не обязательно означает необратимый коллапс. Поэтому они осторожно используют термин «коллапс AMOC», а не «точка невозврата».

Главный вывод

Исследование показывает, что риск коллапса AMOC нельзя оценивать только по достигнутому уровню глобального потепления. Важна и скорость изменения климата. При достаточно медленном воздействии океаническая система получает время для адаптации и способна сохранять стабильную циркуляцию даже при очень высоком уровне потепления.

Авторы считают, что поэтому при оценке риска для AMOC необходимо учитывать не только температурные пороги, но и скорость потепления, а также физические показатели состояния океана. Снижение выбросов парниковых газов остаётся важным способом уменьшить риск быстрого изменения климатической системы.