Onko Golfvirta heikentynyt ja mitä tästä seuraa?

Meriveden keskimääräisen pintalämpötilan muutos celsiusasteina vuodesta 1870 nykypäivään. Credit: Caesar/PIK.

Atlantin termohaliinikierto on nyt heikoimmillaan yli tuhanteen vuoteen. Tämä termohaliinikierto on yksi maapallon merkittävimmistä lämmönkuljetusmekanismeista, koska se siirtää lämpöä kohti pohjoista ja kylmyyttä kohti etelää. Eilen Nature-lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan tämä kiertoliike on kuitenkin hidastunut noin 15 prosentilla 1900-luvun puolivälistä nykypäivään. Tutkimus tehtiin merialueiden veden keskimääräisten pintalämpötilojen perusteella. Tutkijat pitävät ihmiskunnan aiheuttamaa ilmastonmuutosta todennäköisimpänä selityksenä näille huolestustuttaville muutoksille.

Tutkimuksessa havaittiin valtameren viileneminen Grönlannin eteläpuolella ja erityisen selvä lämpeneminen Pohjois-Amerikan itärannikolla. Kyseinen alue on lämmennyt viime vuosikymmeninä nopeammin kuin useammat muut maapallon merialueet. Pohjois-Atlantin alue puolestaan on ainoa ilmastonmuutoksen myötä viilentynyt valtamerialue.

Tällainen merialueiden lämpötilojen muutos on tietokonesimulaatioissa ennustettu ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden lisääntymisen seuraus. Nyt tämä on siis todettu myös meriveden lämpötilamittauksissa. Tietokonemallien ennusteet ja 1800-luvun loppupuolelta asti tutkitut lämpötila-aineistot näyttävätkin vastaavan toisiaan hyvin.

Termohaliinikierto (termohaliinivirtaus) eli valtamerien lämpösuolavesikierto tarkoittaa meriveden tiheyseroista aiheutuvaa syvän veden ja pintaveden kiertoliikettä, siis pystyvirtauksia. Napa-alueilla suolainen pintavesi viilenee ja painuu alaspäin. Tämän seurauksena syntyy kylmä ja suolainen syvänmeren virtaus (kuvassa sininen virtaus), joka kuljettaa vettä päinvastaiseen suuntaan kuin lämmin pintavirtaus (kuvassa punainen virtaus). Tuulten vaikutuksesta ja erityisesti syvänmeren virtauksen kohdatessa mantereen syntyy ylöspäin suuntautuva pystyvirtaus eli kumpuaminen.

Kun lämmin ja siten kevyempi vesi liikkuu etelästä pohjoiseen, se muuttuu vähitellen viileämmäksi ja siten myös tiheämmäksi ja painavammaksi. Meriveden jäätyessä siitä jäätyy vain sen liuotinosa eli suolaton vesi. Siksi jäätyminen lisää meriveden suolapitoisuutta ja tiheyttä. Tämän seurauksena vesi alkaa vajota Pohjois-Atlantilla Grönlannin itäpuolella. Vajoamista aiheuttavat myös rannikolle suuntautuvat tuulet, jotka pakottavat veden työntymään kohti rannikkoa ja sen jälkeen alaspäin.

Ilmastonmuutoksen seurauksena lisääntyvät sateet ja sekä Jäämereltä että Grönlannin jäätiköiltä tulevat sulamisvedet kuitenkin vähentävät meriveden suolaisuutta meriveden vajoamisvyöhykkeellä. Vähäsuolainen vesi ei ole yhtä tiheää eikä yhtä painavaa, minkä seurauksena se ei yhtä helposti enää vajoa pinnalta pohjaan.

Atlantin termohaliinikierron mahdollisesta pysähtymisestä ilmastonmuutoksen seurauksena on keskusteltu jo pitkään. Pysähtyminen voisi olla ilmaston muuttumisen kannalta merkittävä keikahduspiste (horjahduspiste), jonka jälkeen ilmaston muuttumista olisi entistä vaikeampi ennustaa. Tämä aiheuttaisi esimerkiksi merenpinnan entistäkin nopeampaa nousua Yhdysvaltojen itärannikolla, esimerkiksi New Yorkissa ja Bostonissa, sekä vaikuttaisi Atlantilta Eurooppaan tulevien myrskyjen reitteihin. Termohaliinikierron pysähtyminen voisi viilentää Pohjois-Euroopan ilmastoa merkittävästi, koska Golfvirran lämpöä ei enää kulkeutuisi tänne yhtä paljon kuin aiemmin. Toisaalta Etelä- ja Keski-Euroopan helleaalto kesällä 2015 saattoi osaltaan johtua ennätyksellisen kylmästä Pohjois-Atlantista. Pohjois-Atlantin viilenemisen seurauksena ilmanpainejakauma muuttuu siten, että se suosii lämpimiä, eteläisiä ilmavirtauksia, jotka vaikuttavat Etelä- ja Keski-Euroopassa.

Eilen julkaistu tutkimus ei ota kantaa termohaliinikierron tulevaisuuteen. Se ainoastaan selvittää jo havaittuja muutoksia.

Eilen samassa Nature-lehdessä julkaistu toinen tutkimus tarkastelee Atlantin virtauksissa 1600 vuoden aikana tapahtuneita muutoksia pohjasedimenttinäytteiden perusteella. Hiekanjyvien koosta nimittäin on mahdollista päätellä virtauksen voimakkuus ja fossiileina löytyvistä lajeista meriveden lämpötila. Pienen jääkauden päättymisen jälkeen Atlantin termohaliinkierto näyttää olleen noin vuodesta 1850 alkaen hitaampaa kuin aiemman 1500 vuoden aikana. Hidastumisen alkamiseen saattoivat vaikuttaa sekä ilmaston sisäinen vaihtelu että ihmiskunnan varhaiset kasvihuonekaasupäästöt. Nykyiset ihmiskunnan tuottamat kasvihuonekaasut jatkavat tätä samaa vaikutusta, joka oli pienen jääkauden jälkeisellä lämpenemisellä ja sulamisella.

Lähteet

Damian Carrington: Gulf Stream current at its weakest in 1,600 years, studies show. The Guardian 11.4.2018.

David J. R. Thornalley, Delia W. Oppo, Pablo Ortega, Jon I. Robson, Chris M. Brierley, Renee Davis, Ian R. Hall, Paola Moffa-Sanchez, Neil L. Rose, Peter T. Spooner, Igor Yashayaev & Lloyd D. Keigwin: Anomalously weak Labrador Sea convection and Atlantic overturning during the past 150 years. Nature 556, pages 227–230 (2018).

L. Caesar, S. Rahmstorf, A. Robinson, G. Feulner & V. Saba: Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation. Nature 556, pages 191–196 (2018).

Potsdam Institute for Climate Impact Research: Stronger evidence for a weaker Atlantic overturning. Press release 11.4.2018.

Potsdam Institute for Climate Impact Research: Stronger evidence for a weaker Atlantic overturning. YouTube 11.4.2018.

Stefan Rahmstorf: Stärkere Belege für ein schwächeres Golfstromsystem. 11.4.2018.

Summer K. Praetorius: North Atlantic circulation slows down. Nature 11.4.2018.

Lue myös nämä

Jääkausi tulossa: Siperian sää uhkaa Suomea?

Uusi jääkausi vuonna 2010?

Ovatko ilmastonmuutosta ennustavat ilmastomallit luotettavia?