Океаните - ключова система за климатичните промени - klimareporter °
Затоплянето на океаните и заедно с него повишаването на морското равнище ще продължи няколко века, дори ако натрупването на парникови газове в атмосферата би спряло незабавно. Само това показва значението на океаните за климатичната система. Учените са загрижени и за някои други връзки.
Поради своите размери океаните играят ключова роля в климатичните промени - в края на краищата те покриват над 70 процента от нашата планета. Нашите океани са в постоянно взаимодействие с атмосферата.
Например Арктическият регион се променя драстично и с висока скорост. В хода на глобалното затопляне температурата на въздуха в близост до земята в Арктика се повишава поне два пъти повече, отколкото извън полярните региони. Това намалява интензивността на източното струйно течение - това са силни ветрове със скорост от 200 до 500 километра в час в най-горната тропосфера, на височина от добри 10 000 метра.
Поради тази причина в изследванията на климата се води интензивна дискусия дали арктическите климатични промени имат пряко влияние върху времето в средните ширини. Предполага се, че забавянето на струята на струята все повече ще доведе до блокиране на метеорологичните условия, например така наречените омега метеорологични условия.
Това може да е причината за увеличаването на крайните метеорологични условия, които наблюдаваме от известно време. Характерни са продължителните, необичайни инжекции с топъл въздух от южните райони, които водят до топлинни вълни като например през лятото на 2018 г. или до продължителни периоди на дъжд с наводнения като във Франция през 2016 г. и 2018 г.
Как се затоплят моретата?
Глобалната средна годишна температура над сушата е около 1,4 градуса през последните години и около 0,7 градуса над дългосрочната средна стойност от миналия век на морската повърхност. Поради ефективното смесване на водата и нейния по-голям топлинен капацитет, глобалното затопляне на океанската повърхност е по-малко от това на сушата. Затоплените слоеве в морето обикновено достигат дълбочина само няколкостотин метра.
Тъй като средната дълбочина на океана е 3800 метра, затоплянето на океаните - и заедно с това разширяването на морската вода и съответното покачване на морското равнище - ще продължи няколко века, дори ако натрупването на парникови газове в атмосферата веднага е спряло. Следователно обхватът на морската вода, наблюдаван досега, е само много малка част от общия обхват, който вече е предвидим.
Дадените температури са глобални средни стойности, но има значителни регионални отклонения - както в Арктика, където температурата в близост до земята се повишава двойно повече. Важна причина за това е намаляващата морска ледена покривка на Северния ледовит океан. Тъй като водата е по-тъмна от леда, по-малко слънчева радиация се отразява и океанът съхранява повече топлина, особено през лятото.
Морета и водния цикъл
Океаните са движещата сила на водния цикъл: на земята има около 1500 кубически километра вода - невъобразимо количество. Голяма част от него, около 94 процента, е в моретата. Само 14 000 кубически километра, около 0,001 процента, са в атмосферата. Всяка година от моретата се изпаряват около 460 000 кубически километра. Атмосферната циркулация транспортира 40 000 кубически километра от това до континентите, където може да вали. Същото количество вода се връща обратно в морето.
На човек
Хосе Л. Лозан е автор на книгата „Климатът с предупредителен сигнал: Моретата - промени и рискове“ и работи като морски изследовател в Хамбургския университет.
Глобалното затопляне вероятно ще доведе до по-голямо изпарение от океаните и засилване на водния цикъл. Това обаче все още не е потвърдено от наличните данни. Това може да бъде свързано с недостатъчния брой измервателни серии и високата регионална променливост на валежите и изпаренията. Във всеки случай, с затоплянето капацитетът за абсорбиране на водните пари на атмосферата се увеличава. Ако температурата се повиши с един градус, тя се увеличава математически със седем процента. През 2017 г. глобалното затопляне вече беше около 0,9 градуса в сравнение с дългосрочната средна стойност на 20-ти век.
Океаните и въглеродният цикъл
И океаните, и биосферата на сушата представляват важни поглътители на CO2 в глобалния въглероден цикъл.Почти 40 000 гигатона въглерод се разтварят в морската вода - почти 50 пъти повече от 850 гигатона в атмосферата. Човешката дейност, особено изгарянето на въглища и нефт, отделя около 30 гигатона CO2 годишно. Около една четвърт от това се поема от океаните и подобно количество се съхранява в биосферата. Това означава: около половината остава в атмосферата.
Газообменът се извършва между атмосферата и най-горния слой на океаните. Поради разликата в парциалното налягане на CO2, океаните абсорбират CO2 от въздуха. Колкото по-студена е водата, толкова по-висока е разтворимостта на CO2. Обменът на газ ще намалее в бъдеще, когато моретата се затоплят и разликата в частичното налягане стане по-малка.
Транспортът на CO2 в по-дълбоките водни слоеве се осъществява в регионите с дълбоки водни образувания. Абсорбираният CO2 се разпределя в океаните от теченията. Едва след векове СО2 изтича обратно в атмосферата, предимно в райони с надморска височина.
Океанските течения са изключително важни за нашия климат
Тъй като слънчевата радиация не достига равномерно земната повърхност, има студени и топли морски области. Океанските течения пренасят топлина от тропическите до полярните региони и по този начин осигуряват балансиран климат на земята. Без този балансиращ ефект в Европа би имало например различен климат и икономическото развитие далеч на север не би било възможно.
В световен мащаб съществува система от океански течения, която неловко се нарича „термохалинова циркулация“. Името е свързано с факта, че силата на теченията до голяма степен зависи от плътността на водата, която е резултат от температурата и солеността. Ветровете също влияят върху силата на теченията.
Фигурата показва световната циркулация на термохалин. В Атлантическия океан топлата вода (червена линия) тече на север от района на Персийския залив. По пътя солеността се увеличава поради изпаряване и водата се охлажда. Това увеличава плътността, водата става по-тежка и потъва надолу: създава се дълбока вода. На средна дълбочина от 2000 метра тече обратно на юг (синя линия).
В света има няколко такива региона за образуване на дълбоки води (жълти кръгове). Транспортът на топла вода в Северния Атлантик е отговорен за затоплянето на Централна и Северна Европа. Там причинява повишаване на температурата с около десет градуса в сравнение с други региони на света със същата географска ширина като Канада. "Гълфстрийм" или по-добре Северноатлантическото течение беше няколко пъти нестабилно в края на последната ледена епоха. В настоящия холоцен Северноатлантическото течение е по-стабилно.
Как ще продължат нещата и как въздействието на предизвиканите от човека климатични промени ще повлияе на тези чувствителни океански течения през 21 век е трудно да се предскаже. Досега климатичните изследвания предполагат, че вероятността Северното атлантическо течение да откъсне е максимум десет процента. Ако условията в зоните на дълбоководното образуване се променят, това може да повлияе на теченията.
В Северния Атлантик увеличаването на валежите и количеството топяща се вода от ледената покривка на Гренландия може да доведе до намалена плътност на водата и да отслаби образуването на дълбоки води. Обратното може да се случи, ако съдържанието на сол на морската повърхност се увеличи поради изпаряване в субтропичния Атлантически океан и по-тежката солена вода достигне района на дълбоко образуване на вода в Северния Атлантик.