O echipă internațională de cercetători, din care fac parte prof. univ. dr. Mihai Dima și drd. Denis Nichita de la Facultatea de Fizică a Universității din București, a publicat recent articolul „Structural Stability Changes of the Atlantic Meridional Overturning Circulation” în prestigioasa revistă npj Climate and Atmospheric Science, parte a grupului editorial Nature.
Subiectul acestui studiu îl reprezintă dinamica circulației oceanice meridionale din Atlantic, cunoscută sub denumirea Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) și relevă o descoperire îngrijorătoare: circulația oceanică din Atlantic a depășit punctul său critic, iar intensitatea sa va continua să scadă ireversibil în anii următori, având consecințe profunde asupra societății umane. Cercetătorii subliniază importanța și relevanța acestui rezultat, evidențiind aspectele esențiale ale analizei.
Impactul activității umane asupra sistemului climatic global
Activitatea umană din ultimul secol și jumătate a generat o creștere semnificativă a concentrației de gaze cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon (CO2). Concentrația acestuia în atmosferă a atins, în ultimii ani, niveluri semnificativ mai mari decât oricând în ultimii 800.000 de ani, ceea ce a condus la încălzirea globală din ultimul secol.
Încălzirea globală nu este un fenomen izolat, ba dimpotrivă, are consecințe majore asupra atmosferei, oceanului, biosferei sau criosferei. Printre acestea se numără: modificări ale structurilor de precipitații, topirea unor părți din calotele glaciare și intensificarea fenomenelor extreme.
Toate aceste efecte contribuie la ceea ce este cunoscut drept schimbare climatică, un proces aflat în plină desfășurare și care reprezintă o amenințare tot mai mare pentru omenire.
Teoretic, aceste schimbări care destabilizează societatea ar putea fi inversate prin eliminarea unor cantități importante de gaze cu efect de seră din atmosferă și scăderea concentrațiilor acestora. Totuși, acest lucru nu garantează o revenire la condițiile climatice de dinaintea încălzirii globale. Motivul este legat de existența punctelor critice, acestea fiind atribute ale componentelor climatice critice.
Punctele critice sunt valori de prag asociate unor sisteme, prin a căror depășire se pot declanșa transformări semnificative care se autoîntrețin și au impact la scară globală. Astfel de procese pot fi rapide și ireversibile, așa cum este sugerat în Figura 1. De altfel, ireversibilitatea reflectă faptul că transformarea declanșată prin depășirea unui punct critic nu poate fi inversată. Depășirile punctelor critice pot avea consecințe grave de natură climatică, ecologică, socială și economică. Părțile din sistemul climatic al Pământului care reprezintă astfel de puncte de prag, scriu cercetătorii, sunt numite componente climatice critice.
Figura 1 Reprezentare conceptuală a unei tranizții critice. Dacă bila albastră din partea stângă este împinsă spre dreapta cu o forță relativ mică, ea nu va depăși punctul de maxim din dreapta și va rămâne în apropierea stării de echilibru inițiale. În schimb, dacă aceeași bilă este împinsă suficient de puternic înspre dreapta, atunci ea va depăși punctul de maxim și va trece rapid și ireversibil în starea de echilibru din dreapta, care este semnificativ diferită de cea inițială. Încălzirea globală poate „împinge” sistemele climatice critice peste punctele lor de prag.
Atlantic Meridional Overturining Circulation – AMOC
Una dintre componentele climatice critice este Circulația Meridianală Atlantică (AMOC). Cercetătorii de la Facultatea de Fizică o descriu simplificat ca o elipsă verticală, extinsă în plan vertical-meridianal în Atlantic. Aceasta este influențată în principal de densitatea apei de suprafață din Atlanticul de Nord (Figura 2).
Figura 2. Circulația Meridianală din Atlantic (AMOC). Vedere simplificată de deasupra oceanului (cadranul din stânga, https://climate.copernicus.eu/) și vedere în secțiune verticală-meridianală (axa verticală corespunde adâncimii oceanului) și oceanul Atlantic (cadranul din dreapta) derivate dintr-o simulare cu un model de la Geophysical Fluid Dynamics Laboratory.
Dinamica acestei circulații oceanice este investigată intens din mai multe motive, arată prof. univ. dr. Mihai Dima și drd. Denis Nichita:
- AMOC a influențat semnificativ schimbările climatice bruște din trecut. Analize ale datelor care reflectă variații climatice, atât din trecutul apropiat, cât și din trecutul îndepărtat, arată că AMOC a jucat un rol central în schimbările climatice bruște din trecut.
- AMOC poate suferi tranziții ireversibile rapide între starea activă și cea oprită. De exemplu, dacă densitatea apelor de suprafață din Atlanticul de Nord scade sub o valoare de prag, AMOC intră într-un proces ireversibil înspre starea în care este oprită. Studiile arată că astfel de colapsuri s-au produs în trecut în mod recurent.
- Variațiile AMOC au un impact cvasi-global semnificativ. AMOC transportă spre nord o cantitate uriașă de căldură, de 50 de ori mai mare decât energia consumată de întreaga societate umană în aceeași unitate de timp. Prin acest transfer de căldură, fluctuațiile AMOC modifică temperatura apei de la suprafața oceanului. Prin intermediul influenței asupra atmosferei, aceste variații de temperatură influențează condițiile climatice la scară globală, în mod semnificativ, deși eterogen.
- AMOC este sensibilă la încălzirea globală. Încălzirea globală afectează direct AMOC, deoarece determină topirea parțială a gheții marine din zona Arctica și a calotei glaciare din Antarctica. Apa proaspătă astfel rezultată ajunge în Atlanticul de Nord și scade densitatea apelor de suprafață, ceea ce slăbește intensitatea AMOC. Datele arată că încălzirea globală a contribuit la slăbirea circulației meridianale din Atlantic încă de la sfârșitul secolului XIX.
Faptul că încălzirea globală poate slăbi AMOC lasă deschisă posibilitatea ca scăderea AMOC să devină suficient de mare încât să depășească un punct critic, peste care intră într-un proces ireversibil de oprire. Un astfel de colaps ar reprezenta o provocare fără precedent pentru societatea umană și ar avea un impact devastator atât asupra acesteia, cât și asupra mai multor ecosisteme marine și terestre.
Așadar, o întrebare fundamentală în cercetarea conceptului de „schimbare climatică” este cât de departe se află AMOC de punctul său critic.
Dacă studiile anterioare au evidențiat doar o slăbire a acestei circulații oceanice, fără a oferi însă dovezi clare privind o posibilă depășire a punctului critic, analiza prezentată în articolul al cărui coautori sunt prof. univ. dr. Mihai Dima și drd. Denis Nichita aduce un argument semnificativ: pentru prima dată, există informații care susțin că punctul critic al AMOC a fost deja depășit. Această concluzie deschide noi direcții de cercetare și subliniază necesitatea unei evaluări aprofundate a implicațiilor sale asupra sistemului climatic global.
Articolul integral este disponibil aici.
SECŢIUNE ACCESIBILIZATĂ PENTRU PERSOANELE CU DIZABILITĂŢI DE VEDERE
Postări asemănătoare:
Cercetători de la Facultatea de Istorie a UB, coautori ai studiului „The genetic origin of the Indo-Europeans” despre originea indo-europenilor, publicat în revista Nature
Cercetători ai Centrului de Analiză Integrată și Management Teritorial din cadrul UB, coautori ai unui articol publicat în „Remote Sensing”
Cercetători ai Centrului de Analiză Integrată și Management Teritorial din cadrul UB, coautori ai unui articol publicat în „Journal of Flood Risk Management”
Articol despre dezvoltările recente ale algoritmilor Bridge și C-Graphs pentru analiza rețelelor de hidrogen din proteine, publicat de prof. univ. dr. Ana-Nicoleta Bondar, de la Facultatea de Fizică a UB, în revista Societății Americane de Chimie
