Североатлантическое течение: характеристики и влияние на климат.

Введение

Североатлантическое течение (NAC), также известное как Североатлантический дрейф и Североатлантическое морское течение, – мощное теплое западное пограничное течение в Атлантическом океане, являющееся продолжением Гольфстрима в северо-восточном направлении.

Характеристики

НАК берёт начало в месте поворота Гольфстрима на север у Юго-Восточного Ньюфаундлендского хребта – подводного хребта, простирающегося к юго-востоку от Гранд-Банков Ньюфаундленда. НАК течёт на север к востоку от Гранд-Банков, от 40° с.ш. до 51° с.ш., прежде чем резко поворачивать на восток для пересечения Атлантического океана. Он переносит больше тёплой тропической воды в северные широты, чем любое другое пограничное течение; более 40 Св на юге и 20 Св при пересечении Срединно-Атлантического хребта. Скорость течения достигает у побережья Северной Америки. Под влиянием рельефа дна, НАК сильно меандрирует, но в отличие от меандров Гольфстрима, меандры НАК остаются стабильными и не отрываются в виде вихрей. К западу от континентальной Европы он разделяется на две основные ветви. Одна ветвь направляется на юго-восток, становясь Канарским течением при прохождении у северо-западной Африки и повороте на юго-запад. Другая крупная ветвь продолжает движение на север вдоль побережья Северо-Западной Европы. К другим ветвям относятся Ирмингерское и Норвежское течения. Приводимый в движение глобальной термохалинной циркуляцией, Североатлантический поток является частью ветро-гонимого Гольфстрима, который простирается дальше на восток и север от побережья Северной Америки через Атлантический океан и в Северный Ледовитый океан. Североатлантическое течение, вместе с Гольфстримом, давно имеет репутацию значительного фактора, смягчающего климат Европы. Однако, основной причиной различий в зимнем климате между Северной Америкой и Европой, по-видимому, являются ветры, а не океанические течения (хотя течения оказывают влияние на высоких широтах, препятствуя образованию морского льда).

Изменение климата

В отличие от AMOC, наблюдения за оттоком воды в Лабрадорском море не выявили отрицательной тенденции с 1997 по 2009 год, а конвекция в Лабрадорском море начала усиливаться в 2012 году, достигнув нового максимума в 2016 году. По состоянию на 2022 год тенденция к усилению конвекции в Лабрадорском море сохраняется и связана с наблюдаемым увеличением первичной продуктивности в море. Однако, 150-летний ряд данных показывает, что даже эта недавно усиленная конвекция аномально слаба по сравнению с ее базовым состоянием. Некоторые климатические модели указывают на то, что глубокая конвекция в Лабрадорском и Ирмингерском морях может прекратиться при определенных сценариях глобального потепления, что приведет к коллапсу всей циркуляции в Северном субполярном жире. Считается маловероятным ее восстановление даже при возврате температуры к более низкому уровню, что делает ее примером климатической точки невозврата. Это вызовет быстрое охлаждение, которое окажет влияние на экономические сектора, сельскохозяйственную отрасль, водные ресурсы и управление энергетикой в Западной Европе и на восточном побережье Соединенных Штатов. Фрейка Уильямс и др. (2017) отметили, что недавние изменения в охлаждении субполярного жира, теплые температуры в субтропиках и холодные аномалии в тропиках увеличили пространственное распределение меридионального градиента температуры поверхности моря, что не отражается в индексе AMO. Исследование 2021 года показало, что этот коллапс происходит только в четырех моделях CMIP6 из 35 проанализированных. Однако только 11 моделей из 35 способны с высокой точностью моделировать Североатлантическое течение, и это включает в себя все четыре модели, которые моделируют коллапс субполярного жира. В результате исследование оценило риск резкого похолодания в Европе, вызванного коллапсом течения, в 36,4%, что ниже, чем вероятность в 45,5%, оцененная предыдущим поколением моделей. В 2022 году в одной публикации было предположено, что предыдущие нарушения субполярного жира были связаны с Малым ледниковым периодом. Обзорный материал в журнале Science за 2022 год, посвященный климатическим точкам невозврата, отметил, что в сценариях, где эта конвекция прекращается, наиболее вероятным триггером является глобальное потепление на 1,8 градуса. Однако различия в моделях означают, что необходимое потепление может составлять от 1,1 до 3,8 градусов. После запуска коллапс течения, скорее всего, займет 10 лет от начала до конца, в диапазоне от 5 до 50 лет. Потеря этой конвекции, по оценкам, может снизить глобальную температуру до 0,5 градуса, а средняя температура в некоторых регионах Северной Атлантики снизится примерно на 3 градуса. Также ожидается существенное влияние на региональные осадки.

Unlike the AMOC, the observations of Labrador Sea outflow showed no negative trend from 1997 to 2009, and the Labrador Sea convection began to intensify in 2012, reaching a new high in 2016. As of 2022, the trend of strengthened Labrador Sea convection appears to hold, and is associated with observed increases in marine primary production. Yet, a 150 year dataset suggests that even this recently strengthened convection is anomalously weak compared to its baseline state. Some climate models indicate that the deep convection in Labrador Irminger Seas could collapse under certain global warming scenarios, which would then collapse the entire circulation in the North subpolar gyre. It is considered unlikely to recover even if the temperature is returned to a lower level, making it an example of a climate tipping point. This would result in rapid cooling, with implications for economic sectors, agriculture industry, water resources and energy management in Western Europe and the East Coast of the United States. Frajka Williams et al. 2017 pointed out that recent changes in cooling of the subpolar gyre, warm temperatures in the subtropics and cool anomalies over the tropics, increased the spatial distribution of meridional gradient in sea surface temperatures, which is not captured by the AMO Index. A 2021 study found that this collapse occurs in only four CMIP6 models out of 35 analyzed. However, only 11 models out of 35 can simulate North Atlantic Current with a high degree of accuracy, and this includes all four models which simulate collapse of the subpolar gyre. As the result, the study estimated the risk of an abrupt cooling event over Europe caused by the collapse of the current at 36.4%, which is lower than the 45.5% chance estimated by the previous generation of models In 2022, a paper suggested that previous disruption of subpolar gyre was connected to the Little Ice Age. A 2022 Science Magazine review study on climate tipping points noted that in the scenarios where this convection collapses, it is most likely to be triggered by 1.8 degrees of global warming. However, model differences mean that the required warming may be as low as 1.1 degrees or as high as 3.8 degrees. Once triggered, the collapse of the current would most likely take 10 years from start to end, with a range between 5 and 50 years. The loss of this convection is estimated to lower the global temperature by up to 0.5 degrees, while the average temperature in certain regions of the North Atlantic decreases by around 3 degrees. There are also substantial impacts on regional precipitation.