Svækkelse af havstrøm kan give kaotisk klima i Norden
Et nyt studie indikerer, at de nutidige klimamodeller overvurderer stabiliteten af den afgørende nordatlantiske havcirkulation, som transporterer varmt vand og vejr fra Troperne til Nordeuropa. En voldsom svækkelse af havstrømmen kan føre til kaotiske klimaforhold i Norden, advarer forskerne.
AMOC havcirkulation CO2 klima klimaforandringer hvastrømme Nordatlanten vejr vind varme Norden Skandinavien atmosfærisk ppm Det store transportbånd troperne

I takt med at Jorden bliver varmere, er den nordatlantiske havcirkulation årsag til stor bekymring og heftig videnskabelig debat. (Foto: Shutterstock)

Et nyt studie har skabt overskrifter verden over samt ansporet til nyhedsreportager, der advarer om risikoen for, at Europa og USA er på vej mod en 'lang frostperiode' eller en 'is-apokalypse'.

Studiet, der er publiceret i Science Advances, har afsløret, at de eksisterende klimamodeller måske overvurderer stabiliteten af de nordatlantiske havstrømme, de såkaldte 'termohaline cirkulation', der på engelsk benævnes med forkortelsen AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation).

Historien kort
  • Nyt studie viser, at hidtidige klimamodeller overvurderer stabiliteten af havstrømme i Nordatlanten.
  • Havstrømmene transporterer varmt, mildt vejr til bl.a. Danmark, og uden strømmene ville Danmark være væsentlig koldere.
  • Det nye studie konkluderer, at cirkulationen af havstrømmene risikerer at 'lukke ned' i fremtiden.
  • Den langsigtede påvirkning af det danske klima er på nuværende tidspunkt umulig at forudsige.

Havstrømmene transporterer varmt vand og vejr fra Troperne til Nordatlanten og sørger for, at klimaet i det nordvestlige Europa er varmere og mildere, end det ellers ville være.

Klimamodeleksperimentet viste, at en fordobling af CO2-koncentrationen i forhold til 1990-niveau (se faktaboks 2, red.) kan forårsage en svækkelse og i sidste ende en total nedlukning af de sammenhængende havstrømme.

Det vil indebære, at det varme vand og vejr ikke længere vil blive transporteret til Nordeuropa, hvor vejrforholdene vil blive op til 7 grader koldere og langt tørrere.

Det lyder meget dramatisk, men kan det rent faktisk ske? Og hvordan passer det sammen med det, som forskerne allerede ved om den atlantiske termohaline cirkulation?

Vi har talt med tre eksperter i Danmark og i USA, der alle er enige om, at der ikke er evidens, som indikerer, at AMOC er ved at bryde sammen i den nærmeste fremtid.

Hverken Europa eller USA står over for en 'is-apokalypse'.

Men vi bør alligevel bekymre os for den atlantiske termohaline cirkulations fremtidige stabilitet, og hele spørgsmålet har været skyld i en heftig, videnskabelig debat.

EU’s klima- og energipakke fastsætter målene for 2020 og kræver

  • en reduktion i drivhusgasemissioner på 20 procent i forhold til 1990-niveau
  • at 20 procent af EU's endelige energiforbrug kommer fra vedvarende energikilder
  • og en forbedring af EU's energieffektivitet på 20 procent

Målet om at reducere EU's drivhusgasemissioner med 20 procent i 2020 i forhold til 1990 svarer til en reduktion på 14 procent i forhold til 2005. 

Hvad er AMOC?

Havstrømmene, AMOC, fungerer som et enomt transportbånd i havet, hvor koldt vand fra Nordatlanten og og Labradorhavet, sydvest for Grønlands sydspids, synker mod havbunden og flyder mod syd mod ækvator. Balancen opretholdes af det, som i daglig tale kaldes Golfstrømmen; overfladevinde, som trækker varmt saltholdigt vand fra troperne tilbage i nordlig retning.

Undervejs køles det salte overfladevand ned og blandes med mere fersk vand fra nord, hvilket holder AMOC-transportbåndet i gang.

Cyklussen holdes i gang, så længe balancen mellem det ferske og saltholdige vand, der flyder ind og ud af Atlanterhavet, opretholdes. Men hvis balancen forstyrres, kan det resultere i, at transportbåndet sænker farten eller tilmed holder helt op med at køre rundt.

»Geologisk evidens fortæller os, at AMOC – i hvert fald under visse klimatiske forhold, eksempelvis under den sidste istid – sandsynligvis vekslede mellem to stabile tilstande: enten 'tændt' eller 'slukket', hvilket i teorien kan overføres til fremtidige forhold,« fortæller forskningsleder Steffen Olsen, der overvåger AMOC som en del af sit forskningsarbejde ved Danmarks Meteorologiske Institut (DMI).

 

 

 

AMOC havcirkulation CO2 klima klimaforandringer hvastrømme Nordatlanten vejr vind varme Norden Skandinavien atmosfærisk ppm Det store transportbånd troperne

AMOC er den samlede vertikale cirkulation af fersk og saltholdigt vand i Nordatlanten. Relativt varmt overfladevand fra Ækvator (rød) blandes med koldt og saltholdigt vand, der så synker ned mod større dybder på havbunden (blå). 'Transportbåndet' sørger for at varmt vand og vejr bliver transporteret til det nordøstlige USA og det nordvestlige Europa. (Illustration: S. Rahmstorf (Nature 1997), Creative Commons BY-SA 4.0.)

Er AMOC allerede svækket?

Det er svært at forudsige, om AMOC i fremtiden kommer til at veksle mellem disse to tilstande.

Vellykkede forudsigelser afhænger af omfattende datasæt, der afslører, hvad der førhen skete med AMOC. 

Desværre er kun relativt lidt data tilgængelige.

»Vi har udstyr i Atlanten ved 26oN, der leverer et enestående indblik i den nutidige cirkulation og sandsynligheden for forandringer. Men det er meget begrænset. Vi har kun observationer fra de seneste ti år, så vi er meget varsomme med at udtale os,« fortæller Steffen Olsen.

AMOC havcirkulation CO2 klima klimaforandringer hvastrømme Nordatlanten vejr vind varme Norden Skandinavien atmosfærisk ppm Det store transportbånd troperne

Et nyt studie har bekræftet, at mange klimamodeller måske overvurderer AMOCs stabilitet. Modelleringeksperimenterne viser en gradvis svækkelse af AMOCs styrke, hvilket fører til en total nedlukning følgende en fordobling af CO2-emmissionerne i forhold til 1990-niveau. (Illustration: Liu et al., Science Advances 2016).

Datasættene viser, sammen med andre havobservationer der dækker de seneste 30 år, at AMOCs styrke varierer markant fra år til år; faktisk så meget, at der endnu ikke er tegn på en uomtvistelig, langsigtet tendens, selvom meldingerne dog afviger fra hinanden.

Ikke desto mindre forudsiger de fleste klimamodeller en gradvis svækkelse af AMOC i løbet af de næste årtier. 

Men ifølge den seneste IPCC-rapport vil AMOC vedblive med at være relativt stabil, og en total nedlukning er ikke i sigte.

»Den bedste konsensus er, at vi vil påvirke cirkulationen. Dele af den vil stadig være aktive, men under pres, og en gradvis svækkelse af cirkulationen er mere realistisk end en brat forandring,« forklarer Steffen Olsen, som tilføjer: 

»Det alligevel er noget, der bør forurolige os.«

Nyt studie: Klimamodeller overvurderer AMOCs stabilitet

Men klimamodellerne foretager en væsentlig fejlberegning, når de forudsiger styrken af AMOC, siger Steffen Olsen.

Den ferskvandsmængde i Atlanterhavet, der bruges i klimamodellerne, stemmer ikke overens med de observationer og målinger, som forskerne har foretaget.

»Modellerne er ikke perfekte. De beskriver gennemsnitsklimaet og beregner for meget ferskvand i Sydatlanten, hvilket betyder, at Golfstrømmen transporterer for meget ferskvand til Nordatlanten,« forklarer Steffen Olsen.

»Det står sandsynligvis i kontrast med vores observationer.«

Det betyder også, at klimamodellerne overvurderer, hvor stabil og aktiv AMOC er, og undervurderer risikoen for en svækkelse af cirkulationen, eller endda en total nedlukning.

Det nye studie er et følsomhedseksperiment, hvilket betyder at det ikke er en forudsigelse om fremtiden.

Det er derimod et eksperiment for at se, hvor følsomt klimasystemet er over for visse forandringer.

Forskerne benyttede en klimamodel og fremkaldte en næsten øjeblikkelig fordobling af CO2 fra 1990-niveauet på 355 ppm, til cirka 710 ppm.

ppm er en angivelse af koncentration på samme måde som for eksempel procent. 

ppm står for 'dele pr. million' – Parts Per Million – og svarer til 1% af 1% af 1%.

Det globale niveau ligger for tiden på cirka 405 ppm.

Total nedlukning 300 år efter fordobling af CO2

I det nye studie korrigerer forskerne variablerne, så modellen kommer frem til et mere realistisk billede af havcirkulationen i Nordatlanten.

Derefter testede forskerne både den oprindelige og den korrigerede version af klimamodellen for at afsløre, hvad der i fremtiden vil ske med AMOC ved stigende atmosfærisk CO2.

Det kaldes et følsomhedseksperiment. 

Eksperimentet er ikke udformet til at foretage endelige eller konkrete forudsigelser om fremtiden, men til at teste, hvor følsomt klimaet er over for omfattende forandringer som for eksempel stigende drivhusgaskoncentrationer.

I begge simuleringer fordoblede forskerne mængden af CO2 i forhold til 1990-niveau, og så lod de klimamodellerne køre.

Den ikke-korrigerede model viste en langsom svækkelse af AMOC.

Den korrigerede model viste derimod en gradvis svækkelse for til sidst helt at lukke cirkulationen ned cirka 300 år efter stigningen af CO2.

»Det er ikke en brat nedlukning, men derimod en gradvis svækkelse, der finder sted over flere århundrede. Der er markant forskel på, hvad vi ser i den ikke-korrigerede model og den korrigerede,« forklarer Steffen Olsen.

AMOC havcirkulation CO2 klima klimaforandringer hvastrømme Nordatlanten vejr vind varme Norden Skandinavien atmosfærisk ppm Det store transportbånd troperne

Det nye studie forudsiger en hastig nedkøling på tværs af den nordlige halvkugle efter nedlukningen af AMOC, vist her i blå skyggelægning. (Illustration: Liu et al., Science Advances 2016).

Hvilken effekt vil AMOC-nedlukningen have på Norden?

Hvilken effekt vil vejrmønstrene have på klimaet herhjemme?

Korrigeret og ikke-korrigeret model

I det nye studie kørte forskerne først en model, der korrigerer for de kendte stridspunkter i forbindelse med modelleringen af AMOC og efterfølgende en model uden korrektioner.

Klimamodellens resultater viste en signifikant nedkøling i Nordatlanten og på tværs af Nordeuropa.

Det ækvatoriale regnbælte flyttede længere mod syd.

Fundene er i overensstemmelse med nuværende teorier, om hvilke effekter en svækkelse eller total nedlukning vil have på nutidens klima.

Men i fremtiden kan dette billede dog blive kompliceret yderligere af den globale opvarmning.

»Vi ved med sikkerhed, at det vil have signifikante klima konsekvenser for den nordlige halvkugle; særligt for kystområderne og Skandinavien,« fortæller Steffen Olsen.

Kan Danmark være på vej mod en 'is-apokalypse'?

»Effekten i de nordiske lande vil være meget kompleks, hvis vi lader nedlukningen finde sted,« skriver klimaforsker og klimamodellør James Hansen fra Columbia University i USA i en email.

Men det er bestemt ikke skridt mod en ny istid, understreger James Hansen. 

Det vil i stedet være en kompleks vekselvirkning mellem den stadigt mere svækkede AMOCs nedkølende effekter og den globale opvarmning.

»Kloden bliver varmere, og defor vil det blive kaotisk ved de høje breddegrader,« skriver James Hansen.

Jens Hesselbjerg Christensen, der er forskningsleder ved DMI og adjungeret professor ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, er enig.

»Vi ved, at det vil modificere de nordlige havområders energioptag. Hvis det skete lige nu og her, ville vi opleve en betydelig nedkøling, men hvis det sker samtidigt med en generel opvarmning, er det mere sandsynligt, at det ikke kommer til at dominere hele regionen, og at det vil kompensere for noget af opvarmingen,« forklarer han.

AMOCs fremtid: Juryen voterer stadig

I modsætning til eksistensen af menneskeskabte klimaforandringer er AMOCs fremtidige stabilitet et videnskabeligt debatemne, der ofte fører til modstridende rapporteringer i medierne.

I flere årtier har forskerne vidst, at AMOC spiller en afgørende rolle i det globale klimasystem og bidrager til Skandinaviens milde klima. 

Men det straks sværere at afgøre, om AMOC allerede er blevet svækket, hvilke forandringer vi måske vil se i fremtiden, og hvad der skal til, før vi ser en total nedlukning.

»Vi er nødt til at efterforske, hvorfor modellerne er så stabile. Måske er de lidt for stabile, for i virkeligheden er der store variationer, som modellerne slet ikke fanger,« forklarer Jens Hesselbjerg Christensen. Han fortsætter:

»Det er ikke nok kun at se det i en modellering, vi har brug for at kende den bagvedliggende proces. Vi kan se denne proces, hvis vi går til den med en hammer, men vi har ikke en hammer; vi har noget der producerer gradvise forandringer.«

Den hammer, som Jens Hesselbjerg Christensen refererer til, er til dels den måde, modelleringseksperimenterne benytter en næsten øjeblikkelig fordobling af atmosfærisk CO2.

Det er meget hurtigere end de allerede dramatiske stigninger i CO2, som vi har set siden den industrielle revolution.

Hvad gør forskerne nu?

Jens Hesselbjerg Christensens, Steffen Olsens og James Hansens udmeldning lyder, at der stadig er meget at gøre, før vi præcist kan modellere AMOC og dens effekt på klimaet i Nordatlanten.

»Det er et nyttigt bidrag, men de har ikke løst problemerne med havmodelleringerne,« skriver James Hansen, der fortsætter:

»Forudsigelserne for klimaforandringerne – modelleringerne benyttet af IPCC – inkluderer generelt ikke den vigtigste drivkraft; ferskvandet, der stammer fra afsmeltningen af is.«

James Hansen har en mere dramatisk indstilling end den gradvise svækkelse, som Steffen Olsen og Jens Hesselbjerg Christensen foreslår, når han fremhæver den igangværende og fortsatte debat, der omgiver AMOCs fremtid.

»Hvis vi lader kloden blive meget varmere, kan vi godt kysse en stor del af iskappen farvel og se frem til nedlukningen af AMOC og et uhyre interessant klima i de nordiske lande,« slutter James Hansen med at skrive.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos ScienceNordic og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.

Lyt på Videnskab.dk!

Hver uge laver vi digital radio, der udkommer i form af en podcast, hvor vi går i dybden med aktuelle emner fra forskningens verden. Du kan lytte til den nyeste podcast i afspilleren herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Har du en iPhone eller iPad, kan du finde vores podcasts i iTunes og afspille dem i Apples podcast app. Bruger du Android, kan du med fordel bruge SoundClouds app.
Du kan se alle vores podcast-artikler her eller se hele playlisten på SoundCloud

Det sker