Az AMOC az Atlanti-óceán nagy léptékű áramlási rendszere: a felszín közelében meleg, sós vizet szállít észak felé, amely az észak-atlanti térségben lehűl, lesüllyed, majd a mélyben dél felé áramlik vissza. Az AMOC-ot a klímarendszer egyik billenőelemeként tartják számon, mert a működése egy jelentősebb zavar hatására tartósan gyenge állapotba kerülhet. A legtöbbet idézett becslés szerint ez 4 Celsisus-fokos globális melegedésnél következhet be, 1,4 és 8 °C közötti bizonytalansággal.
Ezen hőmérsékleti küszöbérték mögött az a feltevés áll, hogy az áramlás egy adott melegedési szint átlépésekor veszíti el a stabilitását. Az AMOC stabilitása azonban elsősorban a sótranszport-visszacsatolástól függ: a gyengülő áramlás kevesebb sót szállít északra, a felhíguló felszíni óceánvíz nehezebben süllyed le a mélyvíz formálódási régiókban, ami tovább gyengíti az áramlást. Már egy 1997-es, egyszerűsített óceánmodellel végzett vizsgálat megmutatta, hogy a kimenetel a CO2-kibocsátás ütemétől is függhet.
CO2-növekedési ráta és az AMOC viselkedése
René van Westen és munkatársai a CESM éghajlati modellel három szimulációt futtattak. Mindegyikben az iparosodás előtti 284,7 ppm-ről annak mintegy négyszeresére emelték egyenletesen a légköri CO2-koncentrációt, csak az emelkedés üteme különbözött: évi 0,5, 2,5, illetve 5 ppm. A leglassabb futás így 1750, a leggyorsabb 175 modellévig tartott.
A két gyorsabb emelkedést reprezentáló esetben az AMOC összeomlása 2,02, illetve 1,99 Celsius-fokos globális felmelegedésnél kezdődött meg. A lassú futás esetén az áramlás végig stabil maradt, noha a melegedés az utolsó ötven évben elérte az 5,5 °C-ot.
Ugyanaz a végső légköri CO2-szint és jóval nagyobb melegedés tehát nem okozott összeomlást, ha a rendszernek elég ideje volt alkalmazkodni az éghajlati kényszerekben bekövetkezett változásokhoz.
Ezt a jelenséget nevezik ráta-indukált átbillenésnek (rate-induced tipping). Ilyenkor a külső kényszer változásával a rendszer egyensúlyi állapota is folyamatosan eltolódik. Ha a változás elég lassú, a rendszer követni tudja ezt az eltolódást és stabil marad. Egy kritikus ütem fölött viszont lemarad tőle, és másik állapotba billen át, noha az eredeti egyensúlyi állapot közben nem feltétlenül szűnik meg.
Miért tolerálja az óceán a lassú változást?
A magyarázat a felszíni és a mélyebb vízrétegek sűrűségében rejlik. Az áramlás fennmaradásához az észak-atlanti felszíni víznek elég sűrűnek kell lennie ahhoz, hogy a mélybe süllyedve táplálja a mélyvízi ágat. Gyors melegedéskor a felszín közeli víz sűrűsége sokkal gyorsabban csökken, mint az óceán belsejében lévő, sűrűbb víztömegeké, mert a felszín közelében erősebb a melegedés. A felszíni víz így egyre kevésbé képes lesüllyedni, és a mélyvízképződés leáll. Lassú melegedéskor a felszíni és a mélyebb víz sűrűsége hasonló ütemben változik, ezért a lesüllyedés fennmarad.
A különbséget a sótartalom adja. Lassú melegedéskor van idő arra, hogy a sótartalom-növekedés ellensúlyozza a melegedés sűrűségcsökkentő hatását. A sótartalom két okból nő.
- Egyrészt a melegebb éghajlaton az Atlanti-óceán fölött a párolgás jobban erősödik, mint a csapadék, a többlet vízgőzt pedig a légkör részben más óceáni medencék fölé szállítja, így az Atlanti-óceán édesvizet veszít.
- Másrészt a tengeri jég észak felé húzódik vissza, ezért kevesebb olvadékvíz hígítja a felszíni vizeket. A jégmentessé váló területeken ráadásul megindul a víz mélyre ható átkeveredése: a lassú szimulációban ez a Labrador-tengeren a 770. modellévtől következett be, majd az áramlás mintegy 3 Sv-vel (másodpercenként 3 millió köbméterrel) erősödött.
Gyors melegedéskor ennek a fordítottja történik: a felszín melegedése előbb gyengíti meg az áramlást, mint hogy a sótartalom-növekedés érvényesülhetne, a gyengülő áramlás pedig kevesebb sós vizet szállít északra. Az észak-atlanti térség felső 1000 méterében így édesvíz halmozódik fel (a lassú esetben itt éppen csökken az édesvíztartalom), ami tovább csökkenti a felszíni víz sűrűségét, és önmagát erősítő folyamatként az összeomlás felé viszi a rendszert.
A stabilizáló mechanizmus azonban lassú: a sósabb mélyvíznek ki kell jutnia az Atlanti-medencéből, ami évszázadokig tart. A melegedés okozta gyengülés ezzel szemben évek, évtizedek alatt jelentkezik. A szerzők szerint ez az időskála-különbség magyarázza, miért omolhat össze az AMOC gyors éghajlatváltozás idején.
Hol tartunk most?
A jelenlegi CO2-növekedési ütem a kísérlet összeomlással végződő, évi 2,5 ppm-es forgatókönyvének felel meg. Az amerikai Óceán- és Légkörkutatási Hivatal (NOAA) globális mérőhálózata szerint a légköri CO2 havi átlaga 2026 júniusában 427,62 ppm volt, vagyis a modellben használt iparosodás előtti érték másfélszerese. Az éves növekedés 2016 és 2025 között átlagosan 2,5 ppm volt. 2024-ben az 1959-ben induló adatsor legnagyobb értékét, 3,76 ppm-et mérték, 2025-ben 2,06 ppm-et. Ez a növekedési ütem ötszöröse a modellben stabilnak bizonyult lassú forgatókönyvének.
A felmelegedés üteme hasonló képet mutat. Az ember okozta globális felmelegedés mértéke 2025-ben 1,37 °C-on állt, 2016–2025 között évtizedenkénti 0,27 °C-kal nőtt. A Copernicus adatai szerint 2023–2025 átlaga először haladta meg az 1,5 °C-ot az iparosodás előtti szinthez képest. A lassú modellfutásban ezzel szemben a melegedés átlagosan évtizedenként csupán 0,03 °C volt, nagyjából tizede a jelenleg megfigyeltnek.
A szerzők egy korábbi, CMIP6-modelleken alapuló becslésre is hivatkoznak, amely szerint a várható melegedési ütem mellett az összeomlás plusz 2,5 °C körül, akár 2060 táján megkezdődhet. Ha ez így lenne, az a mai, 1,5 °C körüli szintről egy évtizedenkénti 0,29 °C-os kritikus ütemet jelentene. Ez egybeesik az előrejelzett, évtizedenként 0,27–0,36 °C-os tartománnyal.
Mit jelent mindez?
Az eredmények nem azt sugallják, hogy az 5,5 °C-os melegedés veszélytelen volna: a vizsgálat kizárólag az AMOC stabilitásáról szólt. Azt sem állítja, hogy évi 0,5 ppm biztonságos határ lenne. A kritikus ütem a szerzők szerint függ az éghajlat háttérállapotától és a stabilizáló mechanizmus erősségétől, a kísérlet pedig csak három növekedési ütemet vizsgált. A szimulációk ezen felül egyetlen modellel készültek, a valós kibocsátási pályákon ráadásul a CO2 mellett a metán és az aeroszolok is befolyásolják az eredményt. Az RCP4.5 forgatókönyvben az összeomlás +2,19, az RCP8.5-ben +2,78 °C-nál indult, az alacsony kibocsátású RCP2.6-ban pedig elmaradt.
A tanulmány gyakorlati üzenete világos. A szerzők azt javasolják, hogy
a korábban meghatározott hőmérsékleti küszöböt a melegedés ütemére vonatkozó küszöbérték és fizikai alapú jelzőszámok váltsák fel, illetve egészítsék ki.
A CO2-koncentráció növekedése csak a kibocsátások csökkentésével lassítható. A tanulmány zárógondolata szerint ezt minél gyorsabban meg kell tenni, hogy az AMOC összeomlásának kockázata mérséklődjön.
A címlapkép mesterséges intelligenciával készült. Forrás: Portfolio
A publikációban szereplő állítások és vélemények kizárólag a szerző(k) saját álláspontját tükrözik, és nem feltétlenül egyeznek meg a szerkesztőség, illetve az Agrárszektort is kiadó NET Média Zrt. hivatalos álláspontjával.
