Scenarios met hoge emissies tonen mogelijke stilstand van de AMOC na 2100

Onder hoge-emissiescenario’s kan de Atlantische meridionale omkeringcirculatie (AMOC), een cruciaal systeem van oceaanstromingen dat ook de Golfstroom omvat, na 2100 stoppen. Dit is de conclusie van een nieuwe studie, met bijdragen van het Potsdam Instituut voor Klimaatimpactonderzoek (PIK). De stilstand zou de noordelijke warmtevoorziening van de oceaan snijden, wat leidt tot zomerse droogte en extreme winters in Noordwest-Europa, evenals verschuivingen in tropische neerslagbanden.

“De meeste klimaatprojecties stoppen bij 2100. Maar sommige van de standaardmodellen van het IPCC – het Intergouvernementeel Panel over Klimaatverandering – zijn nu eeuwen in de toekomst doorgerekend en tonen zeer verontrustende resultaten,” zegt Sybren Drijfhout van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut, de hoofdauteur van de studie.

“De diepe omkering in de noordelijke Atlantische Oceaan vertraagt drastisch tegen 2100 en stopt volledig daarna in alle hoge-emissiescenario’s, en zelfs in sommige tussen- en lage-emissiescenario’s. Dat toont aan dat het risico van stilstand serieuzer is dan veel mensen zich realiseren.”

De ineenstorting van diepe convectie in de winter als kantelpunt

De AMOC transporteert door de zon verwarmd tropisch water naar het noorden aan de oppervlakte en brengt kouder, dichter water op diepte terug naar het zuiden. Deze oceaan “conveyor belt” helpt Europa relatief mild te houden en beïnvloedt weerpatronen wereldwijd.

In de simulaties is het kantelpunt dat de stilstand van de AMOC triggert de ineenstorting van diepe convectie in de winter in de Labrador, Irminger en Noordzeeën. De wereldwijde opwarming vermindert het warmteverlies van de oceaan in de winter, omdat de atmosfeer niet koel genoeg is. Dit begint de verticale menging van oceaanwateren te verzwakken: het zeeoppervlak blijft warmer en lichter, waardoor het minder geneigd is om te zinken en te mengen met dieper water. Dit verzwakt de AMOC, wat resulteert in minder warm, zout water dat naar het noorden stroomt.

In noordelijke gebieden worden de oppervlaktelagen dus koeler en minder zout, en deze verminderde saliniteit maakt het oppervlaktewater nog lichter en minder geneigd om te zinken. Dit creëert een zelfversterkende feedbacklus, getriggerd door atmosferische opwarming maar in stand gehouden door verzwakte stromingen en ontzilting van water.

“In de simulaties komt het kantelpunt in de belangrijkste Noord-Atlantische zeeën typisch in de komende decennia voor, wat zeer zorgwekkend is,” zegt Stefan Rahmstorf, hoofd van de onderzoeksgroep Aardse Systeemanalyse van PIK en co-auteur van de studie.

Na het kantelpunt wordt de stilstand van de AMOC onvermijdelijk door een zelfversterkende feedback. De warmte die door de verre Noord-Atlantische Oceaan wordt afgegeven, daalt dan tot minder dan 20% van de huidige hoeveelheid, en in sommige modellen bijna tot nul, volgens de studie.

Hoofdauteur Drijfhout voegt hieraan toe dat “recente waarnemingen in deze diepe convectiegebieden al een dalende trend laten zien over de afgelopen vijf tot tien jaar. Het zou variabiliteit kunnen zijn, maar het is consistent met de projecties van de modellen.”

Het is cruciaal om de emissies snel te verlagen

Om tot deze resultaten te komen, analyseerde het onderzoeksteam CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project) simulaties, die zijn gebruikt in het laatste IPCC Beoordelingsrapport, met uitgebreide tijdshorizonten tot de jaren 2300 tot 2500.

In alle negen hoge-emissiesimulaties evolueren de modellen naar een zwakke, ondiepe circulatiestaat met de diepe omkering die stopt; dit resultaat wordt ook geproduceerd in sommige tussen- en lage-emissiesimulaties. In elk geval volgt deze verandering op een ineenstorting van de diepe convectie in de Noord-Atlantische zeeën halverwege de eeuw.

“Een drastische verzwakking en stilstand van dit oceaanstromingssysteem zou ernstige wereldwijde gevolgen hebben,” wijst PIK-onderzoeker Rahmstorf op.

“In de modellen komen de stromingen volledig tot stilstand 50 tot 100 jaar na het breken van het kantelpunt. Maar dit kan het risico onderschatten: deze standaardmodellen houden geen rekening met het extra zoetwater van het smelten van het ijs in Groenland, wat het systeem waarschijnlijk verder zou duwen. Daarom is het cruciaal om de emissies snel te verlagen. Dit zou het risico van een AMOC-stilstand aanzienlijk verminderen, hoewel het te laat is om het volledig te elimineren.”