지구의 기후를 조절하는 중요한 해류가 ‘전환점을 향해 나아가고 있습니다’
Nilima Marshall, PA 과학 기자
2024년 2월 10일 토요일 오전 6시 16분(AEDT)
과학자들에 따르면, 세계의 기후를 유지하는 데 도움이 되는 크고 중요한 해류 시스템이 이미 전환점에 도달했을 수 있다고 합니다.

대서양 자오선 역전 순환(Amoc)으로 알려진 이 심층 및 표층 해류 네트워크는 캐나다 동부 및 시베리아 일부와 같이 비슷한 위도에 있는 다른 지역에 비해 영국과 서유럽의 기온을 더 온화하게 유지하는 데 도움이 됩니다.

과학자들은 이 시스템의 붕괴로 인해 영국과 북반구의 많은 지역이 잠재적으로 새로운 빙하기로 빠질 수 있다고 말합니다. 이 결과는 2004년 할리우드 블록버스터 The Day After Tomorrow에서 극화되었습니다.

또한 수십억 명이 농업에 의존하는 강수량을 방해하고 세계 여러 지역에서 해수면을 상승시키며 날씨 패턴을 변화시켜 생태계와 인간 사회에 심각한 영향을 미칠 것입니다.

네덜란드 위트레흐트 대학의 기후 물리학 박사후 연구원인 르네 반 웨스텐(Rene van Westen) 박사는 다음과 같이 말했습니다. “유럽의 기온이 낮아지면 긍정적으로 보일 수 있지만 그 영향은 광범위하며 다른 지역에서는 온난화가 가속화되고 강수 패턴이 변경됩니다.

“또한 갑작스러운 해양 순환 붕괴로 인해 유럽 해수면이 100cm 상승할 것으로 예상됩니다.”

Amoc는 적도에서 극지방으로 열을 운반하여 지구의 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.

그러나 온난화로 인해 지구 온도가 상승함에 따라 남극 대륙, 그린란드 및 기타 수원의 녹은 얼음에서 담수가 시스템으로 쏟아져 들어와 Amoc를 구동하는 순환 패턴이 중단될 위험이 있습니다.

Van Westen 박사는 Utrecht University의 연구진과 함께 2,200년 모델 연도에 걸쳐 표면 담수를 점진적으로 도입하는 시뮬레이션을 설계했습니다.

사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 발표된 연구 결과에 따르면 1700년 모델 연도에 걸쳐 Amoc가 점진적으로 감소한 후 1758년경에 시작되어 약 100년 동안 지속되는 갑작스러운 팁 현상이 나타났습니다.

시뮬레이션에 따르면 이 기간 동안 유럽 기후는 10년마다 약 1℃씩 냉각되었으며, 지역에서는 10년마다 3℃ 이상의 냉각이 발생했습니다.

연구원들은 이 수치를 현재 지구 온난화 속도인 10년당 0.2C와 비교하면 Amoc 팁 이벤트가 지구에 미칠 수 있는 파괴적인 영향을 강조한다고 말했습니다.

Van Westen 박사는 다음과 같이 말했습니다. “일단 대서양 순환이 붕괴되면 그에 따른 기후 영향은 인간의 시간 규모에 거의 되돌릴 수 없는 것으로 나타났습니다.

“기후, 사회, 환경에 대한 파괴적인 결과를 피하기 위해서는 이러한 전환점을 피하는 것이 필수적입니다.”

얼음을 녹이는 중
과학자들은 북반구의 많은 부분이 새로운 빙하기에 빠질 수 있다고 말합니다(Alamy/PA)
연구진은 현재 관측 기록이 너무 짧아 신뢰할 만한 추정을 할 수 없지만 “우리가 전환점 방향으로 움직이고 있다”는 조기 경고 지표가 있다고 말했다.

또한 팀은 대서양 적도 남쪽 34도에서 발생하는 최소 담수 수송인 Amoc 붕괴에 대한 조기 경고 신호를 감지하는 새로운 방법도 발견했다고 밝혔습니다.

이 연구에 대해 엑서터 대학교 글로벌 시스템 연구소 소장인 Tim Lenton 교수는 다음과 같이 말했습니다. “이 연구는 강력한 물리적 기반 조기 경보 지표를 기반으로 Amoc가 전환점에 접근하고 있다는 설득력 있는 사례를 제시합니다.

“통계적으로 신뢰할 수 있는 추정을 하기에는 데이터가 충분하지 않기 때문에 티핑 포인트가 얼마나 가까운지 말할 수 없고 말하지 않습니다.

“우리는 최악의 상황에 대비해야 합니다.

“우리는 관련 데이터를 수집하고 전환점이 얼마나 가까운지에 대한 평가를 개선하고, 그 영향이 어떻게 될지에 대한 평가를 개선하고, 영향이 전개되기 시작하면 이러한 영향을 가장 잘 관리하고 적응할 수 있는 방법에 대해 사전 준비하는 데 투자해야 합니다. ”

레딩대학교 국립대기과학센터 연구원 존 롭슨(Jon Robson) 교수는 기후 모델이 이러한 갑작스러운 Amoc 약화 현상을 시뮬레이션할 수 있지만 현재 연구는 단 하나의 불완전한 기후 모델에만 기반을 두고 있다는 점을 명심하는 것이 중요하다고 말했습니다.

그는 “이 담수 진단이 실제로 갑작스러운 Amoc 변화에 대한 강력한 조기 경고 지표인지 확인할 필요가 있습니다.”라고 말했습니다.

Vital ocean currents regulating Earth’s climate ‘on course to a tipping point’

Nilima Marshall, PA Science Reporter

Sat, 10 February 2024 at 6:16 am AEDT

A large and vital system of ocean currents that helps maintain the world’s climate may already be on course to a tipping point, according to scientists.

Known as the Atlantic Meridional Overturning Circulation (Amoc), this network of deep and surface currents help keep temperatures milder in the UK and Western Europe compared to other regions at similar latitudes – such as parts of eastern Canada as well as Siberia.

Scientists say a breakdown of this system could potentially plunge the UK and large parts of the Northern Hemisphere into a new ice age – an outcome that was dramatised in the 2004 Hollywood blockbuster The Day After Tomorrow.

It would also disrupt rainfall that billions rely on for agriculture, cause sea levels to rise in many parts of the world and lead to changes in weather patterns with significant impacts on ecosystems and human societies.

Dr Rene van Westen, a postdoctoral researcher in climate physics at Utrecht University in the Netherlands, said: “Cooler temperatures over Europe may seem positive, but the repercussions are far-reaching, with other regions experiencing accelerated warming and altered precipitation patterns.

“Additionally, a 100cm rise in European sea levels is projected due to the abrupt ocean circulation collapse.”

The Amoc plays a key role in regulating Earth’s climate by transporting heat from the Equator towards the Poles.

But as global temperatures rise due to warming, freshwater is pouring into the system from the melting ice from Antarctica, Greenland and other sources, risking disruption to the circulation patterns that drive the Amoc.

Dr Van Westen, along with a team of researchers at Utrecht University, designed a simulation where they gradually introduced surface freshwater over the course of 2,200 model years.

The findings, published in the journal Science Advances, showed a gradual decline of the Amoc over 1700 model years, followed by an abrupt tipping event beginning around the year 1758 and lasting for about a century.

Simulations showed that during this time, the European climate cooled by about 1C per decade, with regions experiencing over 3C cooling per decade.

The researchers said that comparing these figures to the current global warming rate of 0.2C per decade underscores the devastating impact an Amoc tipping event could have on the planet.

Dr Van Westen said: “Once the Atlantic Ocean circulation collapses, the resulting climate impacts are nearly irreversible on human timescales, as our earlier research has shown.

“Staying clear of this tipping point is imperative for avoiding devastating consequences on climate, society, and the environment.”

The researchers said that while current observational records are too short to make a reliable estimation, there are early warning indicators suggesting “we are moving in the direction of the tipping point”.

The team also said it also found a new way to detect an early warning signal for the collapse of the Amoc – a minimum of freshwater transport occurring at 34 degrees south of the Equator in the Atlantic.

Commenting on the study, Professor Tim Lenton, director of the Global Systems Institute at University of Exeter, said: “The research makes a convincing case that the Amoc is approaching a tipping point based on a robust, physically-based early warning indicator.

“What it cannot – and does not – say is how close the tipping point, because as it shows that there is insufficient data to make a statistically reliable estimate of that.

“We have to plan for the worst.

“We should invest in collecting relevant data and improving estimation of how close a tipping point is, improving assessment of what its impacts would be, and getting pre-prepared for how we could best manage and adapt to those impacts if they start to unfold.”

Professor Jon Robson, research fellow at the University of Reading’s National Centre for Atmospheric Science, said that although climate models can simulate such abrupt Amoc weakening events, it is important to keep in mind that the current study is based on only one imperfect climate model.

He said: “We need to see if this freshwater diagnostic is really a robust early warning indicator of abrupt Amoc changes.”