Na co dzień nie uświadamiamy sobie, w jakim stopniu prądy oceaniczne sterują klimatem na Ziemi. Żeby sobie to uświadomić, wystarczy porównać klimat Polski z klimatem innych miejsc leżących na tej szerokości geograficznej, np. Kamczatki w Rosji i Labradoru w Kanadzie. Wszystkie te regiony leżą na tej samej szerokości geograficzne, niedaleko oceanu, ale klimat w obu miejscach jest drastycznie różny. Średnia temp. roczna w Polsce to 7-8°C, podczas gdy na Labradorze i Kamczatce jest to -2°C – 0°C. Kamczatka i Labrador nie są miłymi miejscami do zamieszkania. Na Kamczatce obszar większy od Polski zamieszkuje ponad stukrotnie mniejsza populacja, na Labradorze podobnie. Ta drastyczna różnica wynika głównie z wpływu prądów oceanicznych – w rejonie Kamczatki płyną zimne prądy oceaniczne z północy: Kamczacki i Oya Siwo, podobnie w przypadku Labradoru. Klimat Europy jest z kolei izolowany od chłodów Arktyki i ogrzewany przez ciepły Golfsztrom. To właśnie prądom oceanicznym zawdzięczamy przyjemny klimat Polski i Europy.

Golfsztrom niesie ciepłą wodę w stronę Europy północnej, z rejonów Brazylii i gorącej Zatoki Meksykańskiej. Zgromadzone ciepło oddaje docierając do Oceanu Arktycznego na północ od Europy. Golfsztrom stanowi składnik ogólnoświatowej cyrkulacji oceanicznej. Bez niego warunki pogodowe w Europie stałyby się podobne do tych na Kamczatce czy Labradorze.

Uwagę zwraca fakt, że w wielu miejscach następuje przecięcie prądów oceanicznych. Jaki jest mechanizm tego zjawiska? Woda w rejonach równikowych i podzwrotnikowych nagrzewa się. Ciepła woda jest lekka i ma tendencję do trzymania się przy powierzchni. Płynąc w kierunku biegunów, woda oddaje swoje ciepło do atmosfery. Powierzchniowa warstwa wody, zamarzając w okolicach biegunów, wytrąca sól. Warstwa schłodzonej wody pod lodem staje się bardziej słona i gęstsza, wystarczająco gęsta, aby opaść na dno. Na jej miejsce napływa powierzchniowa, gorąca woda z tropików – Golfsztrom.

Nasuwa się pytanie – na ile ten schemat cyrkulacji oceanicznej, niewątpliwie kształtującej klimat na ogromnych obszarach globu, jest dany raz na zawsze, a na ile dziś jest, jaki, jest, a za chwilę może być zupełnie inny? Szczególnie interesuje nas możliwość zaniku Golfsztromu. Aby odpowiedzieć na to bardzo istotne pytanie, wybierzemy się w podróż w przeszłość, kilkanaście tysięcy lat temu, a później w podróż w przestrzeni, na drugą stronę globu.
Kiedy lód morski i lodowce topnieją, uwalniają słodką wodę do oceanu. Woda słodka ma jednak mniejszą gęstość od wody słonej – nie jest dość gęsta, aby zatonąć. Może to przerwać cyrkulację oceaniczną i wpłynąć na wymianę ciepła między biegunami i równikiem. Czyli zmienić klimat... Drastycznie. W przypadku zaniku Golfsztromu oznaczałoby to spadek temperatur w Europie o blisko 10°C.

Bardzo podobne zdarzenie, stadium klimatyczne o nazwie Młodszy Dryas. miało miejsce w latach 10 850 do 9 570 r. p.n.e., kiedy nastąpiło gwałtowne obniżenie temperatury na półkuli północnej, a szczególnie w rejonach północnego Atlantyku i Europy. Ochłodzenie nastąpiło, kiedy leżące w dzisiejszej Kanadzie ogromne polodowcowe jezioro Agassiz wlało do Atlantyku blisko 10000 km³ słodkiej wody, przerywając cyrkulację Prądu Zatokowego i powodując oziębienie półkuli północnej na 1 300 lat.

„The Inconvenient Truth”, Al Gore

Wykres pokazuje zmiany temperatur i grubości lodu w środkowej Grenlandii w przeciągu ostatnich 15 000 lat. Różnica temperatur w okresie Młodszego Dryasu względem dzisiejszych temperatur wynosi dwadzieścia stopni (dla Grenlandii, dla Europy różnica ta była mniejsza).

Źródło: Abrupt Climate Change; Inevitable Surprises

Narzuca się pytanie: jak na Golfsztrom wpłynie ocieplenie wody i stopienie lodów Oceanu Arktycznego? Czy Golfsztrom zaniknie? A może tylko osłabnie? A może nic się nie zmieni?
Naukowcy nie są pewni. Większość uważa, że Prąd Zatokowy osłabnie, ale nie zaniknie, a wpływ tego zjawiska na klimat będzie niewielki. Ale usłyszeć można bardzo różnorodne opinie...

Wykres przedstawia zmiany prędkości Prądu Zatokowego (m/s na dekadę).

Zwraca uwagę wyhamowywanie głównego nurtu Prądu Zatokowego. Fakt ten można połączyć z zestawieniem zmian w grubości lodowców w Europie północnej (link), które rosną, co obecnie stanowi światowy wyjątek.

Prąd Zatokowy jest zjawiskiem dość stabilnym, ale nie wszystkie prądy oceaniczne charakteryzują się taką stabilnością. Przykładem cyrkulacji oceanicznej, który ma wpływ w skali globalnej, a nie jest stabilna, jest zjawisko El Niño.
Normalnie wzdłuż zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej płynie zimny i bogaty w składniki odżywcze prąd Humboldta. W tych warunkach ławice ryb znajdują korzystne warunki do rozwoju. Następnie, pchany wschodnim wiatrem, jako Prąd Południoworównikowy kieruje się w stronę Filipin i Australii. Woda po drodze nagrzewa się. W rejonie Filipin i Australii wilgotne powietrze powietrze nad nagrzaną wodą unosi się w górę, powodując silne opady. Zjawisko takie nazywa się La Niña (hiszp. dziewczynka).
Rybacy peruwiańscy zauważyli, że czasem, z reguły pod koniec roku prąd ciepłej, ubogiej w składniki odżywcze wody, zastępuje wody chłodne. Ponieważ zachodzi to często w okolicy świąt Bożego Narodzenia, stąd nazwa El Niño (hiszp. chłopiec, dzieciątko – nazwa odnosi się do Dzieciątka Jezus). Zwykle ocieplenie wód występuje przez kilka tygodni, jednak gdy El Niño trwa miesiącami lub latami, dochodzi do ochłodzenia wody w rejonie Australii oraz jej ocieplenia w rejonie Ameryki Południowej o 3-8°C
Zjawisko El Niño powoduje odwrócenie się kierunku wiejącego nad Pacyfikiem wiatru. Wiatr normalnie wiejący na zachód, podczas zjawiska El Niño wieje na wschód, odwracając kierunek prądów oceanicznych. Woda zaczyna płynąć na wschód. Nagrzewająca się po drodze woda dociera do wybrzeży Ameryki Południowej, przynosząc tam katastrofalne opady, powodujące powodzie oraz spływanie lawin błota, szczególnie w Peru i Argentynie. Dodatkowo podnosi się temperatura powietrza, co powoduje topnienie wiecznych śniegów w Andach i zanikanie lodowców zapewniających dopływ wody do rzek w ciągu całego roku. Z kolei opady nad Australią zanikają, powodując tam katastrofalne susze.
El Niño, choć obserwowany głównie na Pacyfiku, ma wpływ na całą Ziemię. Wiąże się go także z chłodniejszymi, śnieżnymi zimami w USA, suchszymi, bardziej gorącymi latami w Ameryce Południowej i Europie oraz suszami w Afryce.

http://www.bom.gov.au/lam/climate/levelthree/analclim/imagesm/fig1.gif
http://www.bom.gov.au/lam/climate/levelthree/analclim/imagesm/fig4.gif

Zjawisko El Niño zachodzi nieregularnie w okresie od dwóch do siedmiu lat i może obecnie trwać od kilku tygodni nawet do dwóch lat, przy czym obserwuje się ostatnio coraz częstsze i dłuższe występowanie tego zjawiska. Powoduje to coraz groźniejsze susze w i tak już pustynnej Australii. Nasilanie się tego trendu jest główną przyczyną przewidywań, że Australia będzie kontynentem najbardziej dotkniętym przez pustynnienie wynikające ze zmian klimatycznych.
Ze względu na silny wpływ na klimat, szczególnie w Australii, w analizę i przewidywania zjawiska El Niño zaangażowano znaczne środki. Możliwość prognozowania pogody choćby na kilka miesięcy do przodu umożliwiałoby określenie, jakich opadów i temperatur można oczekiwać, co pozwoliłoby zaplanować sadzenie upraw i nie narażać się na nieprzewidziane susze lub opady. Jak na razie sukcesy w prognozowaniu El Niño są dość mizerne – pomimo zrozumienia podstaw zjawiska pozwalają na prognozowanie raptem na kilka tygodni do przodu. Nie są też do końca jasne przyczyny nasilania się tego zjawiska w długiej skali czasowej.
W tym świetle widać, że nasze zrozumienie cyrkulacji oceanicznych i prognozowanie ich zmian w horyzoncie wieloletnim jest wciąż bardzo powierzchowne i niepełne.

Nasze przewidywania co do zmian cyrkulacji prądów oceanicznych, w tym Golfsztromu, są tak niedokładne, że najprawdopodobniej o tym, że coś się stanie, dowiemy się dopiero, kiedy już się wydarzy... Być może nic poważnego nie stanie się dziś ani jutro. Ale kto wie, co stanie się z cyrkulacją oceaniczną za kilkadziesiąt lat. Albo Pojutrze.
Film pod tym tytułem pokazuje wizję rzeczywistości, w której w wyniku zmian klimatycznych następuje zmiana krążenia prądów oceanicznych na północnym Atlantyku, powodując nastanie epoki lodowcowej, z lodowcami pochłaniającymi Europę i Amerykę Północną.

Źródło: „Pojutrze”

Pokazana na sposób Hollywood wizja jest raczej przerysowana, ale sama koncepcja przejścia Ziemi do innego stanu stabilnego, jest poważnym ryzykiem.
Miejmy nadzieję, że nie będziemy mieć przyjemności oglądania podobnych zjawisk w wieczornych wiadomościach.
Albo na własne oczy...