Vreemd kouden vlek in de Atlantische Oceaan verbonden aan een eeuwlange vertraging van belangrijke oceaanstromingen

Trend van de zeewatertemperatuur in de Atlantische Oceaan tussen 1900-2005

Meer dan een eeuw lang heeft een koud watergebied ten zuiden van Groenland zich verzet tegen de algehele opwarming van de Atlantische Oceaan, wat leidde tot debat onder wetenschappers. Een nieuwe studie identificeert de oorzaak als de langdurige verzwakking van een belangrijk oceaan circulatiesysteem.

Onderzoekers van de Universiteit van Californië, Riverside, tonen aan dat er slechts één verklaring is die zowel de waargenomen oceaantemperaturen als de zoutgehaltes kan verklaren: de Atlantische Meridionale Omkering Circulatie, ofwel AMOC, vertraagt. Dit enorme stroom systeem helpt het klimaat te reguleren door warm, zout water naar het noorden te verplaatsen en koeler water naar het zuiden op diepte.

“Mensen hebben zich afgevraagd waarom dit koude punt bestaat,” zei klimaatwetenschapper Wei Liu van UCR, die de studie leidde samen met doctoraatsstudent Kai-Yuan Li. “We hebben ontdekt dat de meest waarschijnlijke verklaring een verzwakte AMOC is.”

De AMOC functioneert als een enorme transportband, die warmte en zout van de tropen naar de Noord-Atlantische Oceaan brengt. Een vertraging in dit systeem betekent dat er minder warm, zout water het sub-polaire gebied bereikt, wat resulteert in de verkoeling en verfrissing die waargenomen wordt ten zuiden van Groenland.

Wanneer de stroming vertraagt, bereiken er minder warmte en zout de Noord-Atlantische Oceaan, wat leidt tot koelere en frissere oppervlaktewateren. Daarom kunnen zoutgehalte- en temperatuurgegevens worden gebruikt om de sterkte van de AMOC te begrijpen.

Liu en Li analyseerden een eeuw aan deze gegevens, aangezien directe observaties van de AMOC slechts zo’n 20 jaar teruggaan. Uit deze langetermijngegevens reconstrueren ze veranderingen in het circulatiesysteem en vergelijken deze met bijna 100 verschillende klimaatmodellen.

Zoals blijkt uit het artikel gepubliceerd in Communications Earth & Environment, pasten alleen de modellen die een verzwakte AMOC simuleerden bij de gegevens uit de echte wereld. Modellen die een sterkere circulatie aannamen, kwamen niet in de buurt.

“Het is een zeer robuuste correlatie,” zei Li. “Als je naar de waarnemingen kijkt en deze vergelijkt met alle simulaties, reproduceert alleen het scenario met de verzwakte AMOC de verkoeling in dit ene gebied.”

De studie ontdekte ook dat de verzwakking van de AMOC samenhangt met een afname van het zoutgehalte. Dit is een ander duidelijk teken dat er minder warm, zout water naar het noorden wordt getransporteerd.

De gevolgen zijn breed. De anomalie in Zuid-Groenland is niet alleen belangrijk omdat deze ongebruikelijk is, maar ook omdat het een van de meest gevoelige regio’s is voor veranderingen in oceaan circulatie. Het beïnvloedt weerpatronen in heel Europa, verandert neerslag en verschuift de straalstroom, een luchtstroom op grote hoogte die weersystemen aanstuurt en helpt de temperaturen in Noord-Amerika en Europa te reguleren.

De vertraging kan ook mariene ecosystemen verstoren, aangezien veranderingen in zoutgehalte en temperatuur invloed hebben op waar soorten kunnen leven.

Dit resultaat kan helpen een geschil onder klimaatmodellers te beslechten over de vraag of de verkoeling van Zuid-Groenland voornamelijk wordt aangedreven door oceaan dynamiek of door atmosferische factoren zoals aerosolvervuiling. Veel recentere modellen hebben het laatste gesuggereerd, met de voorspelling van een versterkte AMOC door afnemende aerosoluitstoot. Maar die modellen slaagden er niet in om de werkelijke, waargenomen verkoeling te recreëren.

“Onze resultaten tonen aan dat alleen de modellen met een verzwakte AMOC het bij het juiste eind hebben,” zei Liu. “Dat betekent dat veel van de recente modellen te gevoelig zijn voor veranderingen in aerosolen en minder nauwkeurig zijn voor deze regio.”

Door dat verschil op te lossen, versterkt de studie toekomstige klimaatsvoorspellingen, vooral die met betrekking tot Europa, waar de invloed van de AMOC het meest uitgesproken is.

De studie benadrukt ook het vermogen om duidelijke conclusies te trekken uit indirecte bewijzen. Met beperkte directe gegevens over de AMOC, bieden temperatuur- en zoutgehaltes gegevens een waardevol alternatief voor het detecteren van langetermijnveranderingen en voor het helpen voorspellen van toekomstige klimaatscenario’s.

“We hebben geen directe waarnemingen die een eeuw teruggaan, maar de temperatuur- en zoutgegevens laten ons het verleden duidelijk zien,” zei Li. “Dit werk toont aan dat de AMOC al meer dan een eeuw verzwakt, en die trend zal waarschijnlijk doorgaan als de broeikasgassen blijven stijgen.”

Als het klimaatsysteem verschuift, kan het koude punt in Zuid-Groenland in invloed toenemen. De hoop is dat wetenschappers door de oorsprong ervan te ontrafelen, beter kunnen voorbereiden op wat komen gaat.

“De techniek die we hebben gebruikt is een krachtige manier om te begrijpen hoe het systeem is veranderd en waar het waarschijnlijk naartoe gaat als de broeikasgassen blijven stijgen,” zei Li.