Smeltwater uit Groenland en de Arctische regio verzwakt oceaanstromingen en versnelt opwarming in het zuiden, blijkt uit model

De toevoeging van smeltwater in de Noord-Atlantische Oceaan leidt tot lokale afkoeling in de subpolaire Noord-Atlantische Oceaan en opwarming in de Zuid-Atlantische Oceaan.

Een enorm netwerk van oceaanstromingen, bijgenaamd de “grote wereldwijde oceaanconveyorband”, vertraagt. Dit is problematisch omdat dit vitale systeem warmte over de wereld herverdeelt, wat invloed heeft op zowel de temperaturen als de neerslag.

De Atlantische Meridionale Omgekeerde Circulatie (AMOC) voert warmte noordwaarts door de Atlantische Oceaan en is cruciaal voor het beheersen van het klimaat en mariene ecosystemen. Momenteel is het zwakker dan op enig ander moment in de afgelopen 1.000 jaar, en de opwarming van de aarde kan hiervoor verantwoordelijk zijn. Tot nu toe hebben klimaatmodellen moeite gehad om de waargenomen veranderingen te repliceren.

Onze modellering, gepubliceerd in Nature Geoscience, suggereert dat de recente verzwakking van de oceaancirculatie mogelijk kan worden verklaard als rekening wordt gehouden met smeltwater van de Groenlandse ijskap en de Canadese gletsjers. Onze resultaten tonen aan dat de Atlantische omgekeerde circulatie waarschijnlijk met een derde zal verzwakken ten opzichte van 70 jaar geleden bij een temperatuurstijging van 2°C. Dit zou grote veranderingen met zich meebrengen voor het klimaat en ecosystemen, waaronder snellere opwarming op het zuidelijk halfrond, strengere winters in Europa en verzwakking van de tropische moessons op het noordelijk halfrond. Onze simulaties tonen ook aan dat dergelijke veranderingen waarschijnlijk veel eerder zullen optreden dan eerder werd vermoed.

Veranderingen in de Atlantische Meridionale Omgekeerde Circulatie

De circulatie van de Atlantische Oceaan wordt sinds 2004 continu gemonitord. Maar een langer termijnperspectief is nodig om mogelijke veranderingen en hun oorzaken te beoordelen. Er zijn verschillende manieren om te achterhalen wat er gebeurde voordat deze metingen begonnen. Een techniek is gebaseerd op sedimentanalyses. Deze schattingen suggereren dat de Atlantische meridionale circulatie de zwakste is die het in het verleden van het afgelopen millennium is geweest, en ongeveer 20% zwakker sinds het midden van de 20e eeuw.

Bewijzen suggereren dat de aarde al 1,5ºC is opgewarmd sinds de industriële revolutie. De snelheid van de opwarming is de afgelopen decennia bijna vier keer sneller geweest in de Arctis.

Smeltwater verzwakt oceaancirculatiepatronen

Hoge temperaturen smelten het Arctische zee-ijs, gletsjers en de Groenlandse ijskap. Sinds 2002 heeft Groenland 5.900 miljard ton (gigaton) ijs verloren. Ter vergelijking: stel je voor dat de hele staat New South Wales bedekt was met 8 meter dik ijs.

Dit verse smeltwater dat in de subarctische oceaan stroomt, is lichter dan zout zeewater. Hierdoor daalt er minder water naar de oceaanbodem. Dit vermindert de zuidelijke stroom van diepe en koude wateren vanuit de Atlantische Oceaan. Het verzwakt ook de Golfstroom, die de belangrijkste route is voor de noordelijke terugstroom van warme waters aan het oppervlak. De Golfstroom zorgt ervoor dat het in Groot-Brittannië mildere winters heeft in vergelijking met andere plaatsen op dezelfde afstand van de noordpool, zoals Saint-Pierre en Miquelon in Canada.

Onze nieuwe onderzoeken tonen aan dat smeltwater van de Groenlandse ijskap en Arctische gletsjers in Canada het ontbrekende stukje in de klimaatpuzzel is. Wanneer we dit meenemen in simulaties, met behulp van een model van het aardesysteem en een hoog-resolutie oceaanmodel, weerspiegelt de vertraging van de oceaancirculatie de realiteit. Ons onderzoek bevestigt dat de Atlantische omgekeerde circulatie sinds het midden van de 20e eeuw aan het vertragen is. Het biedt ook een blik op de toekomst.

Verbondenheid in de Atlantische Oceaan

Onze nieuwe onderzoeken tonen ook aan dat de Noord- en Zuid-Atlantische oceanen meer met elkaar verbonden zijn dan eerder werd gedacht. De verzwakking van de omgekeerde circulatie in de afgelopen decennia heeft het opwarmende effect in de Noord-Atlantische Oceaan verhuld, wat heeft geleid tot wat een “opwarmgat” wordt genoemd. Wanneer de oceaancirculatie sterk is, is er een grote overdracht van warmte naar de Noord-Atlantische Oceaan. Maar de verzwakking van de oceaancirculatie betekent dat het oppervlak van de oceaan ten zuiden van Groenland veel minder is opgewarmd dan de rest. Verminderde warmte- en zoutoverdracht naar de Noord-Atlantische Oceaan heeft geleid tot meer warmte en zout in de Zuid-Atlantische Oceaan. Als gevolg hiervan zijn de temperatuur en de zoutgehalte in de Zuid-Atlantische Oceaan sneller gestegen.

Onze simulaties tonen aan dat veranderingen in het verre Noord-Atlantische gebied binnen minder dan twee decennia voelbaar zijn in de Zuid-Atlantische Oceaan. Dit biedt nieuw observationeel bewijs van de afname van de Atlantische omgekeerde circulatie in de afgelopen eeuw.

Wat houdt de toekomst in?

De laatste klimaatprojecties suggereren dat de Atlantische omgekeerde circulatie tegen 2060 met ongeveer 30% zal verzwakken. Maar deze schattingen houden geen rekening met het smeltwater dat in de subarctische oceaan stroomt. De Groenlandse ijskap zal de komende eeuw blijven smelten, wat mogelijk de wereldzeespiegel met ongeveer 10 cm zal verhogen. Als dit extra smeltwater wordt meegenomen in klimaatprojecties, zal de omgekeerde circulatie sneller verzwakken. Het kan tegen 2040 wel 30% zwakker zijn, 20 jaar eerder dan aanvankelijk werd verwacht.

Een dergelijke snelle afname van de omgekeerde circulatie in de komende decennia zal het klimaat en de ecosystemen verstoren. Verwacht strengere winters in Europa en drogere omstandigheden in de noordelijke tropen. Het zuidelijk halfrond, inclusief Australië en het zuiden van Zuid-Amerika, kan te maken krijgen met warmere en nattere zomers. Ons klimaat is de afgelopen 20 jaar dramatisch veranderd. Versneld smelten van de ijskappen zal de verstoring van het klimaatsysteem verder versnellen.

Dit betekent dat we nog minder tijd hebben om het klimaat te stabiliseren. Het is dan ook van essentieel belang dat de mensheid zo snel mogelijk actie onderneemt om de emissies te verminderen.