Meerdere oorzaken voor het opwarmingsgat in de noordelijke Atlantische Oceaan

Temperatuurverandering in de periode 1900 – 2019 volgens NASA-GISS

De aarde warmt op. Maar in een gebied in de noordelijke Atlantische Oceaan daalt de temperatuur juist. Dat opwarmingsgat in de noordelijke Atlantische Oceaan is hier al eerder besproken. Het werd toegeschreven aan een vertraging van het Atlantische deel van de thermohaliene circulatie (de Atlantic Meridional Overturning Circulation of AMOC). Nieuw onderzoek, met als hoofdauteur Paul Keil van het Max-Planck-Institut für Meteorologie in Hamburg, weerlegt die opvatting niet, maar nuanceert hem wel. Er zijn verschillende factoren in het spel, die wel allemaal samenhangen met de opwarming van het klimaat.

Dat de AMOC vertraagt in een opwarmend klimaat is de verwachting, maar hoe snel en hoe sterk is onzeker. Op een aantal plaatsen wordt de stroming in de oceaan nu over de volle breedte gemeten (zie de afbeelding hiernaast, de gestippelde lijnen zijn projecten die nog niet operationeel zijn), maar dat gebeurt nog niet zo lang. De metingen in het noordelijke deel, OSNAP genaamd, begonnen pas in 2014. Vorig jaar werden de eerste resultaten gepubliceerd met als conclusie dat er nog niet zoveel te zeggen is over een trend. De variatie op korte termijn is aanzienlijk en dus kan het nog wel even duren tot de trend te onderscheiden is van de schommelingen. Er werd nog een andere interessante waarneming gedaan, die door het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) wordt beschreven.

NIOZ neemt een deel van de metingen voor zijn rekening en op dit moment is hun schip, de RV Pelagia, op weg voor de jaarlijkse tocht langs hun meetapparatuur. Het team onderhoudt een blog tijdens de reis.

Het opwarmingsgat zou een symptoom kunnen zijn van een vertragende AMOC en dus was er wat ongerustheid toen dat gat in de loop van het afgelopen decennium zo duidelijk en persistent naar voren kwam uit temperatuurmetingen. Het zou erop kunnen wijzen dat de vertraging sneller ging dan werd aangenomen. In dat opzicht zou het nieuwe onderzoek een meevaller kunnen zijn. Als er andere factoren meespelen, dan is de AMOC mogelijk nog niet zoveel verzwakt.

De onderzoekers hebben verschillende modelsimulaties uitgevoerd en in een aantal daarvan hebben ze de circulatie in de oceaan als het ware vastgezet: die verandert niet, wat er verder ook gebeurt. Wordt in dat model de CO₂-concentratie geleidelijk opgevoerd, dan ontstaat er ook een opwarmingsgat. Het is wel aanzienlijk minder sterk dan in simulaties waarin de oceaan wel mee mag veranderen met het klimaat. Maar ook in die simulaties is er meer aan de hand dan alleen minder warmtetransport vanuit het zuiden door de oceanische transportband. Bewolking is hier een factor. In het gebied van het opwarmingsgat blijkt er meer lage bewolking te ontstaan in een opwarmend klimaat, waardoor de opwarming hier beperkt blijft. Dat gebeurt in de simulaties met een vastgezette oceaancirculatie, maar nog meer als de oceanen wel reageren op de opwarming. De bewolking heeft een afkoelend effect dat deels onafhankelijk plaatsvindt van de oceaancirculatie. Maar het effect wordt wel sterker als de circulatie reageert op de opwarming. Een eenvoudige verklaring voor waarom juist hier de bewolking toeneemt is er niet. Maar dat bewolkingspatronen kunnen veranderen door een combinatie van extra verdamping en veranderingen in de atmosferische circulatie – die op hun beurt het gevolg kunnen zijn van verschillen in de mate of snelheid van opwarming tussen land en oceaan, of tussen het noordpoolgebied en lagere breedtegraden – is heel aannemelijk.

Verder blijkt ook een stromingspatroon op een wat kleinere schaal van invloed te zijn: de subpolaire gyre. Die transporteert warmte vanuit het gebied van het opwarmingsgat verder naar het noorden. Dit warmtetransport neemt in de modelsimulaties toe. Behalve dat er minder warmte wordt aangevoerd door de AMOC, wordt er dus ook nog eens meer warmte uit dit gebied afgevoerd. De afbeelding hieronder illustreert de verschillende factoren die meespelen.

Schematische weergave van de factoren die bijdragen aan de koude vlek: bewolking, minder warmtetransport vanuit het zuiden (rode pijl) en meer warmtetransport naar het noorden (zwarte pijl). Bron: Keil et al.

Zoals zo vaak heeft Carbon Brief een uitstekend artikel over de achtergronden van dit onderzoek, waarin ook ruimte is voor kritische kanttekeningen. De conclusie is dat de puzzel nog lang niet is opgelost.

Een interessante bevinding van Keil et al. is dat een temperatuurafwijking in het gebied van het opwarmingsgat een goede indicatie geeft van schommelingen in de AMOC, zolang het klimaat stabiel is. Maar in het huidige veranderende klimaat gaat dit niet meer op. De dynamiek van de verandering gaat dan meespelen. Voor klimaatvolgers is het wel belangrijk om dit in het achterhoofd te houden, omdat de indices die worden gebruikt om bepaalde klimaatoscillaties weer te geven – zoals AMO en NAO in de Atlantische of ENSO en PDO in de Stille Oceaan – vaak uit een vergelijkbare temperatuurafwijking worden berekend. Er wordt nog wel eens gedacht dat een verandering in zo’n index per definitie een natuurlijke schommeling aan zou geven. Dat hoeft niet het geval te zijn: klimaatverandering kan zo’n index een bepaalde kant op sturen.

Dat de dynamiek van verandering meespeelt zou in kunnen houden dat sommige factoren die meespelen overgangsverschijnselen zijn. Dat zou kunnen betekenen dat de koude vlek in de Atlantische Oceaan geleidelijk aan weer verdwijnt of verzwakt als de snelheid van opwarming afneemt.

Tenslotte, voor de geïnteresseerden in de metingen van de AMOC, volgt hieronder een presentatie van Femke de Jong, teamleider van het OSNAP-programma bij NIOZ.