중요한 대서양 해류 시스템은 붕괴 초기 징후를 보여 과학자들의 경고를 촉발하고 있습니다.

다니엘 오르시/REDA&CO/유니버설 이미지 그룹/게티 이미지
로라 패디슨, CNN
2024년 2월 10일 토요일 오전 6시(AEDT)
새로운 보고서에 따르면 중요한 해류 시스템이 이미 붕괴되고 있으며 해수면 상승과 지구 기후에 심각한 영향을 미쳐 일부 지역에서는 기온이 급격하게 떨어지고 다른 지역에서는 기온이 상승할 수 있다고 합니다.

금요일 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 발표된 연구에 따르면 과학자들은 매우 복잡하고 값비싼 컴퓨팅 시스템을 사용하여 이러한 해류 붕괴에 대한 조기 경고 신호를 감지하는 새로운 방법을 발견했습니다. 그리고 행성이 따뜻해지면서 이미 이 방향으로 가고 있다는 징후가 나타나고 있습니다.

걸프 해류의 일부인 AMOC(대서양 자오선 역전 순환)는 거대한 글로벌 컨베이어 벨트처럼 작동하여 열대 지방에서 따뜻한 물을 북대서양 먼 곳으로 끌어들이고, 물이 식으면 더 염도가 높아져 깊은 바다 속으로 가라앉습니다. 남쪽으로 퍼지기 전의 바다.

해류는 지구의 여러 지역으로 열과 영양분을 운반하며 북반구의 대부분 지역의 기후를 상대적으로 온화하게 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.

수십 년 동안 과학자들은 기후 변화로 인해 바다가 따뜻해지고 얼음이 녹으면서 해류의 강도를 결정하는 열과 염분의 균형이 깨짐에 따라 순환의 안정성에 대해 경고해 왔습니다.

많은 과학자들은 기후 변화로 인해 AMOC가 둔화되고 심지어 멈출 수도 있다고 믿고 있지만, 이것이 언제, 얼마나 빨리 일어날 수 있는지에 대해서는 여전히 큰 불확실성이 남아 있습니다. AMOC는 2004년부터 지속적으로 모니터링되었습니다.

과학자들은 빙하 코어 및 해양 퇴적물과 같은 것을 사용하여 과거의 그림을 구축함으로써 AMOC가 12,000여 년 전에 급속한 빙하 용해로 인해 폐쇄되었음을 알고 있습니다.

이제 그들은 이런 일이 다시 일어날 수 있는지 알아보기 위해 안간힘을 쓰고 있습니다.

이 새로운 연구는 “중요한 돌파구”를 제공한다고 네덜란드 위트레흐트 대학의 해양 및 대기 연구원이자 연구 공동저자인 René van Westen이 말했습니다.

과학자들은 슈퍼컴퓨터를 사용하여 3개월에 걸쳐 복잡한 기후 모델을 실행하여 AMOC까지 담수의 점진적인 증가를 시뮬레이션했습니다. 이는 바다의 염도를 희석시키고 해류를 약화시킬 수 있는 얼음 녹는 것과 강우량 및 강 유거수를 나타냅니다.

모델에서 담수를 천천히 증가시키면서 AMOC가 갑자기 붕괴될 때까지 점진적으로 약화되는 것을 보았습니다. 보고서는 “기후 시스템과 인류에 대한 나쁜 소식”을 나타내는 복잡한 모델을 사용하여 붕괴가 감지된 것은 이번이 처음이라고 밝혔습니다.

그러나 이 연구가 수행하지 않는 것은 잠재적인 붕괴에 대한 기간을 제공하는 것입니다. van Westen은 CNN에 지구 온난화 오염 수준 증가와 같은 기후 변화 영향을 모방하는 모델을 포함하여 더 많은 연구가 필요하다고 CNN에 말했습니다.

“그러나 우리는 적어도 기후 변화로 인해 전환점 방향으로 가고 있다고 말할 수 있습니다.”라고 van Westen은 말했습니다.

AMOC 붕괴의 영향은 치명적일 수 있습니다. 연구에 따르면 유럽의 일부 지역에서는 기온이 100년에 걸쳐 최대 섭씨 30도까지 떨어지며, 이는 불과 10~20년 만에 완전히 다른 기후로 이어질 수 있다고 합니다.

연구 저자들은 “이렇게 급격한 온도 변화를 처리할 수 있는 현실적인 적응 방법은 없습니다.”라고 썼습니다.

반면 남반구 국가에서는 온난화가 증가하는 반면 아마존의 우기와 건기가 바뀌어 생태계에 심각한 혼란을 초래할 수 있습니다.

AMOC의 붕괴로 인해 해수면이 약 1미터(3.3피트) 상승할 수도 있다고 van Westen은 말했습니다.

이번 연구에는 참여하지 않았지만 독일 포츠담 대학교의 물리해양학자인 스테판 람스토르프(Stefan Rahmstorf)는 이것이 “AMOC 안정성 과학의 주요 발전”이라고 말했습니다.

그는 CNN과의 인터뷰에서 “북대서양이 담수로 희석되면 AMOC가 붕괴되는 전환점이 있다는 것을 확인시켜준다”고 말했다.

그는 AMOC의 전환점을 발견한 이전 연구에서는 훨씬 간단한 모델을 사용했으며 일부 과학자들에게는 더 복잡한 모델에서는 발견되지 않을 수도 있다는 희망을 주었다고 말했습니다.

이번 연구는 그러한 희망을 무너뜨렸다고 Rahmstorf는 말했습니다.

영국 국립 해양학 센터의 해양 시스템 모델링 부책임자인 Joel Hirschi는 이번 연구가 복잡한 기후 모델을 사용하여 상대적으로 적은 양의 기후에 반응하여 AMOC가 “켜짐”에서 “꺼짐”으로 바뀔 수 있음을 보여준 최초의 연구라고 말했습니다. 바다로 들어가는 담수.

하지만 조심해야 할 이유가 있다고 그는 덧붙였다. 비록 이번 연구가 복잡한 모델을 사용했음에도 불구하고 여전히 해상도가 낮아 해류의 일부를 표현하는 데 한계가 있을 수 있다고 그는 말했다.

이 연구는 AMOC가 전환점에 접근하고 있을 수 있으며 심지어 가까워질 수도 있다는 증거가 점점 늘어나고 있음을 추가합니다.

2021년 연구에 따르면 AMOC는 지난 1,000년 중 그 어느 때보다 약한 것으로 나타났습니다.

그리고 작년 7월에 발표된 특히 우려스럽고 다소 논란의 여지가 있는 보고서에서는 AMOC가 이르면 2025년 초에 붕괴될 가능성이 있다고 결론지었습니다.

그러나 여전히 큰 불확실성이 남아있습니다. 애리조나에 있는 행성 과학 연구소의 선임 과학자인 제프리 카겔은 AMOC의 폐쇄가 잠재적으로 임박했다는 이론이 “1년이 지나서 우리가 그것이 일어나고 있다는 것을 알기 전까지는 다소 논란의 여지가 있을 것”이라고 의심했다고 말했습니다.

그는 잠재적인 붕괴를 “큰 붕괴 이전의 주식 시장의 격동”에 비유했습니다. 어떤 변화가 되돌릴 수 있는지, 어떤 변화가 재난의 전조인지 알아내는 것은 거의 불가능합니다.

현대 데이터에 따르면 AMOC의 강도는 변동하지만 아직 감소했다는 증거는 관찰되지 않았다고 Hirschi는 말했습니다. “기후가 계속 따뜻해짐에 따라 과거에 볼 수 있었던 것과 유사한 AMOC의 급격한 변화가 일어날 것인지 여부는 중요한 공개 질문입니다.”

이번 연구는 그 퍼즐의 한 조각이라고 Rahmstorf는 말했습니다. 그는 “(그것은) 그리 멀지 않은 미래에 AMOC 붕괴에 대한 우려가 커지고 있다”고 말했다. “우리는 위험을 무릅쓰고 이 위험을 무시할 것입니다.”

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Critical Atlantic Ocean current system is showing early signs of collapse, prompting warning from scientists

Laura Paddison, CNN

Sat, 10 February 2024 at 6:00 am AEDT

A crucial system of ocean currents may already be on course to collapse, according to a new report, with alarming implications for sea level rise and global weather — leading temperatures to plunge dramatically in some regions and rise in others.

Using exceptionally complex and expensive computing systems, scientists found a new way to detect an early warning signal for the collapse of these currents, according to the study published Friday in the journal Science Advances. And as the planet warms, there are already indications it is heading in this direction.

The Atlantic Meridional Overturning Circulation (the AMOC) — of which the Gulf Stream is part — works like a giant global conveyor belt, taking warm water from the tropics toward the far North Atlantic, where the water cools, becomes saltier and sinks deep into the ocean, before spreading southward.

The currents carry heat and nutrients to different areas of the globe and play a vital role in keeping the climate of large parts of the Northern Hemisphere relatively mild.

For decades, scientists have been sounding the alarm on the circulation’s stability as climate change warms the ocean and melts ice, disrupting the balance of heat and salt that determines the currents’ strength.

While many scientists believe the AMOC will slow under climate change, and could even grind to a halt, there remains huge uncertainty over when and how fast this could happen. The AMOC has only been monitored continuously since 2004.

Scientists do know — from building a picture of the past using things like ice cores and ocean sediments — the AMOC shut down more than 12,000 years ago following rapid glacier melt.

Now they are scrambling to work out if it could happen again.

This new study provides an “important breakthrough,” said René van Westen, a marine and atmospheric researcher at the University of Utrecht in the Netherlands and study co-author.

The scientists used a supercomputer to run complex climate models over a period of three months, simulating a gradual increase of freshwater to the AMOC — representing ice melt as well as rainfall and river runoff, which can dilute the ocean’s salinity and weaken the currents.

As they slowly increased the freshwater in the model, they saw the AMOC gradually weaken until it abruptly collapsed. It’s the first time a collapse has been detectable using these complex models, representing “bad news for the climate system and humanity,” the report says.

What the study doesn’t do, however, is give timeframes for a potential collapse. More research is needed, van Westen told CNN, including models which also mimic climate change impacts, such as increasing levels of planet-heating pollution, which this study did not.

“But we can at least say that we are heading in the direction of the tipping point under climate change,” van Westen said.

The impacts of the AMOC’s collapse could be catastrophic. Some parts of Europe might see temperatures plunge by up to 30 degrees Celsius over a century, the study finds, leading to a completely different climate over the course of just a decade or two.

“No realistic adaptation measures can deal with such rapid temperature changes,” the study authors write.

Countries in the Southern Hemisphere, on the other hand, could see increased warming, while the Amazon’s wet and dry seasons could flip, causing serious disruption to the ecosystem.

The AMOC’s collapse could also cause sea levels to surge by around 1 meter (3.3 feet), van Westen said.

Stefan Rahmstorf, a physical oceanographer at Potsdam University in Germany, who was not involved with the study, said it was “a major advance in AMOC stability science.”

“It confirms that the AMOC has a tipping point beyond which it breaks down if the Northern Atlantic Ocean is diluted with freshwater,” he told CNN.

Previous studies finding the AMOC’s tipping point used much simpler models, he said, giving hope to some scientists that it might not be found under more complex models.

This study crushes those hopes, Rahmstorf said.

Joel Hirschi, associate head of marine systems modeling at the National Oceanography Centre in the UK, said the study was the first to use complex climate models to show the AMOC can flip from “on” to “off” in response to relatively small amounts of freshwater entering the ocean.

But there are reasons to be cautious, he added. Even though the study used a complex model, it still has a low resolution, he said, meaning there could be limitations in representing some parts of the currents.

This study adds to the growing body of evidence that the AMOC may be approaching a tipping point — and that it could even be close.

A 2021 study found that the AMOC was weaker than any other time in the past 1,000 years. And a particularly alarming — and somewhat controversial — report published in July last year, concluded that the AMOC could be on course to collapse potentially as early as 2025.

Yet huge uncertainties remain. Jeffrey Kargel, senior scientist at the Planetary Science Institute in Arizona, said he suspected the theory of a potentially imminent shutdown of the AMOC “will remain somewhat controversial until, one year, we know that it is happening.”

He likened its potential collapse to the “wild gyrations of a stock market that precede a major crash” — it’s nearly impossible to unpick which changes are reversible, and which are a precursor to a disaster.

Modern data shows the AMOC’s strength fluctuates, but there is no observed evidence yet of a decline, Hirschi said. “Whether abrupt changes in the AMOC similar to those seen in the past will occur as our climate continues to warm is an important open question.”

This study is a piece of that puzzle, Rahmstorf said. “(It) adds significantly to the rising concern about an AMOC collapse in the not too distant future,” he said. “We will ignore this risk at our peril.”

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