van Westen RM, Kliphuis M, Dijsktra HA (2024) Physics-based early warning signal shows that AMOC is on tipping course. Science Advance 10(6), eadk1189 – https://doi.org/10.1126/sciadv.adk1189 – open access document pdf & Supplementary Material pdf– CC BY 4.0
Abstract (povzetek):
Eden najpomembnejših podnebnih prelomnih elementov je atlantska meridionalna prelomna cirkulacija (angl. Atlantic meridional overturning circulation – AMOC), ki se lahko zaradi dotoka sladke vode v severni Atlantik poruši. Čeprav so bili kolapsi AMOC v kompleksnih globalnih podnebnih modelih povzročeni z močnimi sladkovodnimi silami, procesi, ki povzročajo prelomni dogodek AMOC, doslej še niso bili raziskani. V tem prispevku prikazujemo rezultate prvega prelomnega dogodka v skupnostnem modelu zemeljskega sistema (angl. Community Earth System Model – CESM), vključno z velikimi vplivi kolapsa na podnebje. Na podlagi teh rezultatov smo razvili na fiziki temelječ in opazen zgodnji opozorilni signal za zlom AMOC: minimum prenosa sladke vode, ki ga povzroča AMOC, na južni meji Atlantika. Rezultati reanaliz kažejo, da je današnji AMOC na poti k prelomni točki (angl. tipping points in the climate system). Signal zgodnjega opozarjanja je uporabna alternativa klasičnim statističnim signalom, za katere se je izkazalo, da so občutljivi na analizirani časovni interval pred preobratom, če jih uporabimo za naš simulirani dogodek preobrata.
Fizikalno zasnovan zgodnji opozorilni signal kaže, da je AMOC na prelomni poti.
(A) Letno povprečje 2-metrskih površinskih temperatur (modelna leta od 1750 do 1850). Oznake označujejo nepomembne trende [P > 0,05, dvostranski t-test].
(B) Podobno kot na diagramu A), vendar zdaj za trend februarske 2-m površinske temperature. Rdeče pike označujejo pet različnih mest v Evropi, uporabljenih v diagramih (C) in (D). Upoštevajte različne barvne črte med (A) in (B).
(C) Temperaturna razlika (glede na modelsko leto 1600) za pet različnih mest, vključno z močjo AMOC. Trendi so določeni za modelska leta od 1750 do 1850 (rumeno senčenje), v katerih se moč AMOC močno zmanjša.
(D) Mesečni trendi temperature za pet različnih mest v Evropi. (vir: https://www.science.org/cms/10.1126/sciadv.adk1189/asset/b64e17cf-cc1b-4698-bfd5-e0111a01ab04/assets/images/large/sciadv.adk1189-f3.jpg).
(A) Prenos sladke vode z AMOC na 34°S, FovS. Z modro obarvane črte označujejo magnitudo FH. Vstavek: S1, C in D), kjer je srednja vrednost FovS določena z zlepki s kubično funkcijo (tukaj za 50-letna povprečja).
(B) Razlika v vsebnosti sladke vode v Atlantskem oceanu (W) (glede na časovno povprečje v modelskih letih od 1 do 50) in z razliko v vsebnosti sladke vode na zgornjih 1000 m (W1000↑) in pod 1000 m (W1000↓). Sestavni deli bilance sladke vode so konvergenca sladke vode (Fb, prenos sladke vode na 34°S, 60°S in Gibraltarski ožini), površinski tokovi sladke vode (Fsurf) in spremembe vsebnosti sladke vode (dW/dt).
(C) Meridionalni prenos sladke vode na atlantski meji 34°S in 60°N za prevračalno komponento (FovS in FovN), azonalno (girsko) komponento (FazS in FazN) in skupni prenos sladke vode (F∇S in F∇N). Pozitivne (negativne) vrednosti pomenijo prenos neto sladke vode (slanosti) proti severu.
(D) FovS in moč AMOC skozi čas. Časovne vrste so prikazane kot 25-letna povprečja (za zmanjšanje variabilnosti časovnih vrst). Oznake označujejo 50-letno povprečje v določenem obdobju. Sivkasto obarvana krivulja označuje današnjo (1994-2020) regresijo modela CMIP6 in 1 standardno deviacijo. Rumeno senčenje v (A) in (D) označuje opazovana območja iz literature za FovS in moč AMOC.
(vir: https://www.science.org/cms/10.1126/sciadv.adk1189/asset/3d9f0141-9e76-435c-89c4-6a8f43c11bad/assets/images/large/sciadv.adk1189-f4.jpg).
