De golfstroom… van opwarming naar afkoeling?

Ook in de media gehoord de laatste weken?

De golfstroom is aan het vertragen?’,

De warme golfstroom wordt zwakker’,

Komt de golfstroom tot stilstand?’.

Maar wat is de golfstroom? En wat betekent het als hij vertraagt?
Laten we gewoon beginnen bij het begin.

Wat is de golfstroom?

De golfstroom is een deel van de “thermohaliene circulatie”, een moeilijke uitdrukking voor een geheel van zeestromen dat de oceanen wereldwijd beheerst. In thermohalien kan je twee woorden ontwaren: ‘thermo’ verwijst naar temperatuur, ‘halien’ naar zoutgehalte – de twee voornaamste aandrijvers van de thermohaliene circulatie. Voor we hier verder op ingaan, kijk je best eerst naar de figuren hieronder. De golfstroom is maar een deel van de wereldwijde oceaanstromingen. De bovenste figuur toont de wereldwijde stromingen, de onderste toont enkele de golfstroom.

thermohalineconveyor

Deze oceaanstromingen worden aangedreven door verschillen in de dichtheid van het oceaanwater. Die dichtheid verandert door wijzigingen in temperatuur en zoutgehalte. Opwarming en afkoeling van het oppervlaktewater beïnvloeden de dichtheid (klik hier om meer te weten), net als neerslag (meer neerslag, lager zoutgehalte), verdamping (meer verdamping, hoger zoutgehalte) en de toevoer van zoet water (bvb. uit gletsjers, lager zoutgehalte).

De rode pijlen in de figuren hierboven wijzen op oppervlakkig transport van warm water naar koudere regio’s. De blauwe pijlen duiden diep transport van koud water naar warme regio’s aan. Wanneer warm water in een kouder gebied terechtkomt, geeft het een deel van zijn warmte af aan de continenten waar het tegenaan ‘botst’. Op dat vlak hebben wij in West-Europa  veel geluk: warm water uit de Golf van Mexico (‘golf’stroom) komt aan het zeeoppervlak naar ons toe, waardoor wij in een buitengewoon gematigd klimaat leven, in verhouding tot onze breedtegraad. Je zou de golfstroom nog het best kunnen vergelijken met een gigantische warmtepomp die continu warmte uit tropische gebieden naar West-Europa brengt. Wanneer de warmtepomp vertraagt of zelfs stilvalt, koelen Groenland en West-Europa sterk af. Tijdens het Jonge Dryas (zo’n 12000 jaar geleden) bijvoorbeeld was de golfstroom sterk afgezwakt en was het 5 ⁰C kouder in Engeland en maar liefst 15 ⁰C kouder in Groenland.

De golfstroom reist dan vanuit onze contreien verder naar de Noordpool, waar het relatief zoutere water afkoelt, daardoor denser en dus zwaarder wordt dan de onderliggende lagen en naar de zeebodem zinkt. Van daaruit wordt het water terug naar het zuiden gestuwd. Het zoutgehalte is dus essentieel in dit hele verhaal. Als het koudere water niet zinkt nabij de Noordpool, stroomt het ook niet terug, en valt de hele uitwisseling van koud en warm water stil. En hier komt klimaatverandering in het verhaal.

De golfstroom en klimaatverandering

Globaal gezien is de opwarming van de oceaan het grootst nabij het oppervlak, met een opwarming van ongeveer 0.11 ⁰C per decennium (tussen 1971 en 2010) voor de bovenste 75 m. Tussen 1901 en 2013 is de temperatuur in alle oceanen op Aarde gestegen, behalve op één plek in de Atlantische Oceaan, tussen 45 en 60⁰ NB (= tussen Canada en het Verenigd Koninkrijk). Dit wijst erop dat de golfstroom aan het vertragen is, want het is normaal net de plek waar het warme water van de evenaar naartoe gebracht (water dat aan de evenaar nu warmer is).

modellen en waarnemingenZowel klimaatmodellen (links) als observaties (rechts) tonen duidelijk dat grote stukken van de Atlantische oceaan sterk opgewarmd zijn over de laatste 150 jaar: een rode kleur wijst op een stijging van de temperatuur tussen 1870 en 2016. Enkel het Noordelijkste stuk is duidelijk afgekoeld. Dit wijst op een verzwakking van de warmteaanvoer via de golfstroom (merk ook de sterke overeenkomst tussen modelvoorspellingen en observaties, wat aantoont dat klimaatmodellen in staat zijn globale temperatuurspatronen accuraat te voorspellen.) Bron: Levke Caesar et al. Nature 2018.

Recente studies hebben aangetoond dat de afkoeling in het noorden van de Atlantische oceaan gerelateerd is aan het afsmelten van de ijskappen en veranderingen in neerslagpatronen – beiden een gevolg van klimaatopwarming. Door het afsmelten van de ijskappen op groenland komt er een grote hoeveelheid zoet water bij in de Noordelijke Atlantische oceaan. Het oppervlaktewater wordt daardoor minder zout en dus minder dens, wat het zinken zal vertragen.  Dit is nefast voor de aandrijving van de golfstroom.

Wat nu?

Deze data wijzen er duidelijk op dat de golfstroom afzwakt, maar het blijft voorlopig bijzonder moeilijk om te voorspellen wat de verdere toekomst inhoudt. Een  vraagteken in de recente studies in Nature is bijvoorbeeld het tijdstip waarop de afzwakking van de golfstroom begon. Eén studie zegt dat afzwakking begon bij het einde van de ‘kleine ijstijd’ in de 19de eeuw (waardoor ijskappen gingen smelten), en dat er dus een sterke natuurlijke aanzet was. De andere studie legt het begin duidelijker halverwege de 20ste eeuw, wat wijst op een sterke invloed van de klimaatopwarming veroorzaakt door de mens.

avercampVan de 15de tot de 19de eeuw werd West-Europa geconfronteerd met een ‘kleine ijstijd’, met gemiddelde temperaturen tot 2°C lager dan heden. Dit resulteerde in veelvuldiger strenge winters, zoals hierboven in ‘Winterlandschap met ijsvermaak” van Hendrick Avercamp.

Toch is dit niet per definitie contradictorisch: de tweede studie (die menselijke klimaatopwarming aanwijst als reden) is immers gebaseerd op waargenomen temperaturen, terwijl de eerste studie gebaseerd is op analyses van sedimenten op de oceaanbodem (zie ook figuur hieronder) op één bepaalde plek in de oceaan, de Labradorzee. Waarschijnlijk versterken beide fenomenen elkaar (het einde van de kleine ijstijd en de menselijke klimaatopwarming), wat resulteert in een golfstroom die nu opvallend zwak is.

BoringWetenschappers gaan op zoek naar piepkleine fossielen in de sedimenten van de oceaan. Door te kijken welke soorten wanneer leefden (hoe dieper in het sediment, hoe ouder), kunnen ze het klimaat van het verleden reconstrueren. Figuur: Robert Cannata/University of Washington.

Wat er ook van zij, voor West-Europa (en de oostkust van Amerika) is het afnemen van de golfstroom niet echt bemoedigend nieuws. Het zal niet zo’n vaart lopen als in de rampenfilm ‘The Day after Tomorrow’, waarin New York van het ene op het andere moment letterlijk bevriest. De afzwakking is momenteel niet sterk genoeg om al een invloed te hebben op het klimaat.

datBeeld uit ‘The Day After Tomorrow”, de blockbuster uit 2004. Uiteraard is de realiteit een pak genuanceerder dan de film.

Vreemd genoeg zou in West-Europa een van de belangrijkste gevolgen op kortere termijn zelfs een toename van hittegolven kunnen zijn. De verzwakkende golfstroom zorgt immers voor wijzigende luchtdrukpatronen, die zorgen voor de verhoogde aanvoer van warme lucht uit Zuid-Europa. Op langere termijn blijft het afwachten, maar de voorbeelden van drastische afkoeling in het verleden leren ons dat afkoeling op langere termijn waarschijnlijk is, indien de globale klimaatopwarming en het afsmelten van de ijskappen doorgaat op het huidige niveau. De opwarming van de Aarde kan dus ironisch genoeg zorgen voor een afkoeling in West-Europa op middellange termijn. Op nog langere termijn, warmt het ook hier verder op als de klimaatopwarming niet gestopt wordt.

ERIC STRUYF en SARA VICCA

 

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

w

Verbinden met %s