Veltihringrás Atlantshafs

Varla er hægt að ætlast til þess að meginþorri lesenda haldi þræði í raðpistlum ritstjóra hungurdiska - en fyrir þá fáu sem enn vilja sækja til sjávar má spinna lengi enn.

Síðast var fjallað um það sem kallað er AMO (eða AMV). Sem vonlegt er er þessari skammstöfun (fjölárahitasveiflur Atlantshafs) oft ruglað saman við aðra, AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) - veltihringrás Atlantshafsins. 

Vindar ráða mestu um yfirborðsstrauma hafsins - þeir vekja líka lóðréttar hreyfingar - ekki aðeins með blöndun yfirborðslaga, heldur geta þeir líka dregið sjó úr djúpinu. Breytingar á vindi geta þannig haft mikil áhrif á yfirborðshita heimshafanna. 

Kuldi ríkir í undirdjúpum allra heimshafanna, í hitabeltinu líka - það ástand er ein af furðum náttúrunnar. Þótt varmastreymi um botn hafanna sé lítið nægir það samt til þess að hita höfin öll upp á tugum árþúsunda, Jarðsagan er löng, alveg nógu löng til þess að sjá um slíka upphitun - en samt ríkir kuldi. Það þýðir einfaldlega að honum er viðhaldið á einhvern hátt. Eini kælimöguleikinn er á yfirborði sjávar - á þeim hafsvæðum sem eru nægilega sölt og lofthiti nægilega lágur til að kæla sjóinn það mikið að hann getur sokkið og haldið kulda undirdjúpanna við. Hafísinn er í nokkru jókerhlutverki - hann getur bæði ýtt undir og dregið úr djúpsjávarmynduninni - allt eftir aðstæðum hverju sinni. 

Á jarðsögulegum tíma hafa heimshöfin ýmist verið köld eða hlý. Samheiti er til fyrir kalda sjóinn á erlendum málum - „psychrosphere“ - af gríska orðinu „psychros“ sem mun þýða „kaldur“. Við gætum notað orðið „kuldahvel“ - ritstjórinn leitar stöðugt að betur hljómandi orði sem skilar merkingunni - en hefur ekki fundið. 

Andardráttur kuldahvelsins hefur verið misöflugur - en það getur kafnað - og þá hlýnar það smám saman. Það er þó álitamál hvort köfnun þess væri fagnaðarefni - því þá er hætt við súrefnisneyð í hafinu. 

Við kælingu (og saltskiljun við hafísmyndun) missir yfirborðssjórinn flot og sekkur þar til hann finnur sjó þar sem flotið er enn minna. Nú á tímum myndast djúpsjór bæði við Suðurskautslandið og í Norður-Atlantshafi - en ekki í Norður-Kyrrahafi. Svo naumt stendur að lítilsháttar hallarekstur er á ferskvatnsbúskap Atlantshafs - miðað við Kyrrahafið - meira gufar upp en rignir við Atlantshafið - úrkoman skilar sér á vatnasvæði Kyrrahafs og lækkar yfirborðsseltu þess lítillega - nægilega þó til þess að djúpsjávarmyndun á sér ekki stað í því norðanverðu. 

Djúpsjórinn sem myndast í suðurhöfum er lítillega þyngri en sá sem myndast í Norður-Atlantshafi. Allt djúphaf sunnan Íslands er upprunnið í suðurhöfum. Norræni djúpsjórinn leggst ofan á. Samskipti norræna og suðræna djúpsjávarins geta raskast á löngum tíma - og hugmyndir eru uppi um að það gerist öðru hvoru á jökulskeiðum ísaldar - risavaxnir atburðir eru vel hugsanlegir. - En slíkt mun varla yfirvofandi. 

Mjög lítill varmaflutningur á sér stað milli norður- og suðurhvels jarðar í Kyrrahafi - en aftur á móti flytur Atlantshafið varma yfir miðbaug. Að greina ástæðurnar í þætti er ekki einfalt - en uppgufunarjöfnuðurinn áðurnefndi kemur við sögu - sem og geislunarbúskapur jarðarhvelanna tveggja.

Í ljós hefur komið að býsnaöflugir djúpsjávarstraumar liggja til suðurs í Atlantshafi vestanverðu - einhvern veginn verða þeir til í vindleysi undirdjúpanna. Með bókhaldsuppgjöri (og fleiri kúnstum) má sýna fram á að þeir hljóta að vera afleiðing af djúpsjávarmyndun norðurhafa. Sú hugsun kemur þá upp að djúpsjávarmyndunin sé einhvern vegin völd að því að meira geti borist af hlýsjó að sunnan norður í höf en væri án hennar. 

Nú kann þessi síðasta hugsun að vera rétt - menn eru meira að segja farnir að ganga út frá því að svo sé. - En sannleikurinn er samt sá að dæminu hefur ekki alveg verið lokað. 

En aftur að nafni og skammstöfun, AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation). Við ættum nú að skilja öll orðin. Atlantshafið vitum við auðvitað hvað er, en bendum á að hér er það allt undir - líka sá hluti þess sem er sunnan miðbaugs. „Meridional“ þýðir „lengdarbundin“ - bókstaflega „hádegisbaugabundin“ - í stefnuna norður-suður. „Overturning“, orðið þýðir nokkurn veginn „umsnúningur“ vísar til veltu. Sjór kemur til norðurs að sunnan, hluti hans missir flot, sekkur og snýr síðan aftur til suðurs í undirdjúpum (þó ofan á suðurhafasjónum). „Circulation“ þýðir „hringrás“. AMOC er því „hin lengdarbundna veltuhringrás Atlantshafsins“.

AMOC er efri hluti (leggur) hinnar almennu veltihringrásar heimshafanna allra (MOC) og „andar“ fyrir efstu 2 km kuldahvelsins - neðri hlutinn (leggurinn) á uppruna sinn við Suðurskautslandið - og sér um að anda fyrir það sem dýpra liggur. 

Hvernig í ósköpunum getum við mælt þessa hringrás? Atlantshafið er gríðarstórt og margur hliðarlekinn hugsanlegur út úr meginstraumakerfunum. - Jú, það er helst að menn reyni að mæla styrk Golfstraumsins við austurströnd Norður-Ameríku - og djúpstrauma neðarlega í landgrunnshlíðinni þar undir. Einnig leggja menn út mikil snið um Atlantshafið þvert og reyna að gera upp bókhaldið. 

Flestar þessar mælingar eiga sér ekki langa sögu - varla nógu langa til að af þeim verði dregnar mjög víðtækar ályktanir. Það hefur þó komið í ljós að breytileiki þess sem verið er að mæla (ekki endilega heildarstyrkur veltuhringsins) virðist mun meiri frá ári til árs en menn höfðu áður talið. Þegar þessi mikli breytileiki kom fyrst í ljós birtust margar fréttir um „hrun“ hringrásarinnar og fleira í þeim dúr. - En svo kom í ljós að þessi breytileiki virðist hluti af eðlilegu ástandi kerfisins. 

Í vetur birtist mjög góð yfirlitsgrein (sjá vísun hér að neðan) þar sem farið er í saumana á því sem nú er best vitað um veltihringrásina. Það væri ástæða til að ræða þessa grein frekar - en vafasamt að slík yfirferð gagnist nema mjög fáum lesendum hungurdiska. Það er líka nær vonlaust að halda löngum og flóknum frásagnarþræði á bloggi. - Við lítum þó á eina beina tilvitnun (s.9):

„[N]o observational study to date has successfully linked SST changes to AMOC variability.“ Í gróflegri þýðingu: Engum rannsóknum hefur enn tekist að tengja saman sjávarhitabreytingar og breytileika veltihringrásarinnar“. Með öðrum orðum engin haldföst tengsl hafa enn fundist milli AMOC og AMO. 

Við skulum samt hafa í huga að þótt það hafi ekki tekist er ekki þar með sagt að tenging sé engin. Skotheldar mælingar á hringrásinni hafa varla verið gerðar - og þær sem þó eru til hafa aðeins staðið í stuttan tíma. 

Ritstjóri hungurdiska mun e.t.v. skrifa nokkra fleiri sjávartengda pistla á næstunni. 

Vitnað var í: Buckley og Marshall (2016), Observations, inferences and mechanisms of the Atlantic Meridional Overturning Circulation: A review. Reviews of Geophysics, 2016. 

Meira um sjóinn

Við hugum nú að „fyrirbrigði“ því sem oftast er kallað AMO og oft birtist í umræðum (þrasi) um veðurfarsbreytingar - ekki er alltaf varlega með það farið. Mjög oft er því ruglað saman við annað - AMOC. Varla er hægt að segja að sá ruglingur sé óvæntur - skammstafanirnar líkar - og koma gjarnan við sögu í sama þrasi (eða umræðu) - en samt er þetta ekki það sama. Víkjum að AMOC í síðari pistli (leyfi forsjónin slíkt). 

Skammstöfunin AMO stendur fyrir „Atlantic Multidecadal Oscillation“ - fjöláratugasveifla (hita) Atlantshafs. „Fyrirbrigðið“ á sér ágæta umfjöllun á Wikipediu og geta áhugasamir sótt þangað fróðleik. Gagnaraðir má fá á vef Earth System Research Laboratory (ESRL) - þar er sérstök AMO-síða - sem skýrir út hvernig gagnaröðin er búin til - og þó kannski ekki alveg. 

Á netinu má mjög víða finna vísanir í AMO. Þar er yfirleitt gengið í myndir sem sýna gagnaröðina eftir útjöfnun og leitnieyðingu. Allt í fína með það - jafnvel betra. Ef við tökum ERSL bókstaflega sýnir AMO gagnaröðin í grundvallaratriðum („basically“ í þeirra orðalagi) meðalhita á N-Atlantshafi. „N-Atlantshaf“ er í grundvallaratriðum (líka „basically“ í þeirra orðalagi) allt hafsvæðið frá miðbaug norður að 70. breiddarstigi (skrýtið orðalag). 

Þetta er ógnarstórt svæði - breytileikinn er mestur á norðurjaðri Golfstraumsins sem og norðan Íslands (þau svæði eru svo lítill hluti heildarinnar að þau skipta litlu) og svo er allstórt svæði suður af Grænlandi - sem þar með ræður nokkuð miklu - þrátt fyrir að vera smátt miðað við heildina. Sömuleiðis er nokkur breytileiki á staðvindasvæðunum - þau eru mjög stór og breytileiki þar ræður því töluverðu. 

Hitavik svæðisins alls fylgjast ekki að - nema trúlega þau sem tengjast hnattrænni hlýnun - þótt því sé stundum (glannalega) haldið fram - heldur má greina athyglisvert mynstur sem reyndar á líka sérstakt (klunnalegt) nafn: „North Atlantic Sea Surface Temperature Tripole“ [norðuratlantshafssjávaryfirborðshitaþrípóllinn (?-he-he) - við gætum rætt hann síðar (leyfi þrek ritstjórans það). 

Þar sem Ísland er hluti af þessu svæði (þótt lítill sé) má finna samband á milli AMO og ársmeðalhita hér á landi. Sé það reiknað skýrir AMO þó aðeins brot af breytileikanum frá ári til árs og á lengsta tímakvarða er hnattræn hlýnun sameiginleg. 

Þar sem svo víða má ganga í myndir af leitnilausa og útjafnaða AMO á netinu - og umfjöllun - skulum við beina sjónum að tölunum eins og þær koma beint af skepnunni. - Ekki að það sé endilega betra eða réttara - en alla vega mun sjaldséðara. 

Lárétti ásinn sýnir tíma - lóðrétti ásinn til vinstri ársmeðalhita í Stykkishólmi, sá lóðrétti til hægri aftur á móti AMO-hitann - líka selsíusstig. Kvarðabil eru hér hin sömu. Bláu krossarnir sýna hita hvers árs í Stykkishólmi, bláa línan er 10-ára keðja. Grænir hringir sýna AMO-hitann og græna línan er 10-ára keðja hennar. 

Við sjáum að breytileiki Stykkishólmshitans er margfaldur á við AMO-hitann - en hlýskeiðið mikla á 20. öld og hlýnun síðustu áratuga eru býsna sameiginleg sé litið á 10-ára keðjurnar. Ástandið á 19. öld er eitthvað annað. Nítjándualdarhitinn í Stykkishólmi er nokkuð skotheldur - alla vega aftur fyrir sameiginlega tímabilið - og vel má vera að AMO-hitinn haldi líka - en það er þó ekki nærri því eins víst. Alla vega voru mælingar á breytileikasvæðinu suður af Grænlandi ekki miklar eða þéttar á þessum tíma - og skothríð er stöðugt haldið uppi á sjávarhitamælingar á 19. öld almennt. - En við skulum bara trúa þeim þar til annað kemur í ljós.

Næsta mynd sýnir ársmeðalhitann í Stykkishólmi á móti AMO-hitanum.

Jú, samband er á milli, höfum þó í huga að við erum með leitnilausu gagnaröðina - og hnattræn hlýnun er sameiginleg - sú samstaða skilar fáeinum stigum í fylgnisjóðinn. Takið sérstaklega eftir því að faðmur Stykkishólmskvarðans er fjórfaldur á við AMO-faðminn.

Í umfjöllun hungurdiska um heimshita fyrir nokkru var samskonar mynd sýnd - og líka settur hringur sem tengdur var hafíseinhverju - sá Stykkishólmskuldi virðist alls ótengdur AMO. Einnig má taka eftir því að köldustu AMO-árin (krossarnir lengst til vinstri) eru í nærri því í meðallagi hvað hita varðar í Stykkishólmi. - Hlýjustu árin eru meira samstíga - enda almenn hlýnun í heiminum. 

Síðasta mynd þessa pistils sýnir 10-ára keðjurnar eingöngu - reynt hefur verið eftir bestu getu að fella þær saman.

Athugið mun á spönn kvarðanna. Bæði AMO og Ísland sjá 20.aldarhlýskeiðið, hlýskeið síðustu ára - og kuldann á milli. AMO á hins vegar hámark þegar hitinn hér á landi er í lágmarki á árunum 1860 til 1890 - og heldur sér svipuðum eftir að lágmarkstími AMO gengur yfir í upphafi 20. aldar. - Við getum ekki treyst samræmi til fullnustu. -

Erfiðara er að negla niður tímamun sem kemur fram í uppsveiflum hlýskeiðanna - og varlegt að fullyrða um að hann sé raunverulegur. Fyrra hlýskeiðið byrjar fyrr hér á landi en í AMO-röðinni. - Aftur á móti byrja nýju hlýindin fyrr í AMO-röðinni en hérlendis. Ekki skulum við gera mikið úr því - en láta það þó segja okkur að spávirði annarrar raðarinnar gagnvart hinni er harla bólukennt. 

Margir vísindamenn eru á því að AMO sé rangnefni - og vilja heldur tala um AMV - „Atlantic Multidecadal Variability“ - fjöláratugabreytileika frekar en fjöláratugasveiflu. Ritstjórinn er hjartanlega sammála - íslenskan ætti þó lausn með því að nota alltaf fleirtölumynd - fjöláratugasveiflur Atlantshafs - r-ið gefur til kynna það sem rétt er, að hún er ekki reglubundin. Sé þessi síðari merking lögð í orðin (á hvoru máli fyrir sig) verður ljóst að mjög vafasamt er að tala um AMO sem „fyrirbrigði“ eins og um einhverja skepnu væri að ræða. - En ritstjórinn stynur bara mæðulega yfir slíku þrasi - og er svosem nokkuð sama. 

Ætli verði svo ekki síðar að fjalla um AMOC, NASSTT og sitthvað því tengt - hver veit?

Skrár tengdar þessari bloggfærslu:

• mynd_3
• mynd_2
• mynd_1