Jak wynika z nowego badania, transport wody przez Prąd Zatokowy przez Cieśninę Florydzką w ciągu ostatnich czterech dekad spowolnił o 4%, przy czym z 99% pewnością wynika, że to osłabienie jest większe, niż oczekiwano na podstawie przypadkowego przypadku.
Prąd Zatokowy – będący głównym prądem oceanicznym u wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych i stanowiący część obiegu północnego Atlantyku – odgrywa ważną rolę w pogodzie i klimacie, a jego osłabienie może mieć poważne konsekwencje.
„Z dużą dozą pewności stwierdzamy, że transport Prądu Zatokowego rzeczywiście spowolnił o około 4% w ciągu ostatnich 40 lat, co stanowi pierwszy rozstrzygający i jednoznaczny dowód obserwacyjny na to, że w niedawnej przeszłości prąd oceaniczny uległ znaczącym zmianom” – stwierdza czasopismo artykuł „Silne osłabienie Prądu Zatokowego w ciągu ostatnich czterdziestu lat obserwowane w Cieśninie Florydzkiej” opublikowany w czasopiśmie Geophysical Research Letters. Cieśnina Florydzka, położona pomiędzy Florida Keys, Kubą i Bahamami, była miejscem wielu kampanii obserwacji oceanów od lat 80. XX wieku i wcześniej. „Ten znaczący trend wyłonił się ze zbioru danych dopiero w ciągu ostatnich dziesięciu lat, co stanowi pierwszy jednoznaczny dowód na niedawny, wielodekadowy spadek tego istotnego dla klimatu składnika cyrkulacji oceanicznej”.
Prąd Zatokowy wpływa na regionalną pogodę, klimat i warunki na wybrzeżu, w tym na temperaturę powietrza przy powierzchni i opady w Europie, poziom morza przybrzeżnego wzdłuż południowo-wschodnich Stanów Zjednoczonych oraz aktywność huraganów na północnym Atlantyku. „Zrozumienie przeszłych zmian Prądu Zatokowego jest ważne dla interpretacji zaobserwowanych zmian i przewidywania przyszłych trendów w zakresie zjawisk ekstremalnych, w tym susz, powodzi, fal upałów i burz” – czytamy w artykule. „Określanie trendów w transporcie Prądu Zatokowego jest również istotne dla wyjaśnienia, czy elementy wielkoskalowej cyrkulacji północnoatlantyckiej uległy zmianie oraz ustalenia, w jaki sposób ocean wpływa na klimat”.
„To najsilniejszy i najbardziej ostateczny dowód, jaki mamy na osłabienie tego istotnego dla klimatu prądu oceanicznego” – powiedział Chris Piecuch, oceanograf fizyczny z Woods Hole Oceanographic Institution, który jest głównym autorem tego badania.
W artykule nie podsumowano, czy osłabienie Prądu Zatokowego wynika ze zmian klimatycznych, czy z czynników naturalnych, stwierdzając, że w przyszłych badaniach należy podjąć próbę zidentyfikowania przyczyny osłabienia.
„Chociaż możemy definitywnie stwierdzić, że to osłabienie ma miejsce, nie jesteśmy w stanie powiedzieć, w jakim stopniu jest ono powiązane ze zmianami klimatycznymi lub czy jest to naturalna zmiana” – stwierdził Piecuch. „Widzimy podobne osłabienie wskazane w modelach klimatycznych, ale w przypadku tego artykułu nie byliśmy w stanie zebrać dowodów obserwacyjnych, które naprawdę pozwoliłyby nam wskazać przyczynę obserwowanego spadku”.
W badaniu naukowcy zastosowali tak zwane modelowanie bayesowskie, aby połączyć tysiące punktów danych z trzech niezależnych zbiorów danych – z kabli podmorskich, wysokościomierzy satelitarnych i obserwacji in situ – w celu określenia transportu wody przez Cieśninę Florydzką od 1982 roku. Modelowanie bayesowskie wykorzystuje prawdopodobieństwo do przedstawienia niepewności w modelu. Wyniki modelu Bayesa dostarczyły wyraźnych dowodów na znaczącą długoterminową zmianę. Ponadto badacze odkryli, że pominięcie któregokolwiek zestawu danych w analizie również wskazuje na osłabienie. W artykule stwierdzono, że pokazuje to, że osłabienie transportu jest powszechnym sygnałem niezależnym od żadnego zbioru danych.
Piecuch wyjaśnił znaczenie metodologii, posługując się analogią z sali sądowej. „Kiedy przedstawiasz swoją sprawę, potrzebujesz więcej niż jednego świadka, a najlepiej jest mieć zbiór niezależnych świadków, których zeznania – zebrane razem – tworzą spójną historię” – stwierdził. „Zaprosiliśmy na stanowisko wszystkich świadków, których z technicznego punktu widzenia mogliśmy zaangażować w celu zebrania wszystkich zestawów danych w jedną całość. Kiedy zsyntetyzowaliśmy zeznania wszystkich różnych świadków, nakreślili oni bardzo jasny obraz, że rzeczywiście w ciągu ostatnich 40 lat w Zatoce Perskiej Strumień osłabł o około 4%, co jest znaczące. To więcej, niż można by się spodziewać, gdyby prąd był stabilny, więc jest to ważna zmiana.
„Badam zachodnie prądy graniczne – przede wszystkim Prąd Agulhas u wybrzeży Republiki Południowej Afryki – od 30 lat i dopiero teraz jesteśmy w stanie zaobserwować silny trend w jednym z tych niezwykle dynamicznych systemów. Uważam, że jest to głębokie punktu odniesienia” – powiedziała współautorka artykułu Lisa Beal, profesor nauk o oceanach w Rosenstiel School of Marine, Atmospheric and Earth Science na Uniwersytecie w Miami na Florydzie. „Głównym elementem tej publikacji jest model Bayesa opracowany przez Chrisa, który zapewnia ramy umożliwiające dokładne zestawienie obserwacji oceanów o różnej jakości i rozdzielczości. Myślę, że ta technika ma potencjał w zakresie wydobywania innych sygnałów dotyczących zmiany klimatu spośród rozproszonych obserwacji, które mamy w Ocean.”
Badanie opiera się na wielu wcześniejszych badaniach mających na celu ilościowe określenie długoterminowych zmian w transporcie Prądu Zatokowego. Chociaż osłabienie stwierdzone w bieżącym badaniu jest zgodne z hipotezami z wielu poprzednich badań, Piecuch zauważył, że obecne badanie jest „szczelne” i stanowi „pierwszy jednoznaczny dowód spadku”.
Piecuch powiedział, że znalezienie ostatecznych dowodów na osłabienie transportu wody przez Prąd Zatokowy „jest świadectwem długotrwałych obserwacji oceanów i znaczenia utrzymywania długich rekordów oceanicznych”.
Obecne badanie, będące częścią większego, sześcioletniego projektu finansowanego przez National Science Foundation, mającego na celu wykonanie nowych pomiarów Prądu Zatokowego w Cieśninie Florydzkiej, podkreśla znaczenie prowadzenia długoterminowych obserwacji, powiedział. „Im bardziej subtelna jest zmiana, na którą patrzysz, tym dłuższy jest zapis obserwacyjny, którego potrzebujesz, aby móc wydobyć tę subtelną zmianę z obserwacyjnego szeregu czasowego”.
„Ten artykuł wyraźnie pokazuje wartość tych długich systemów obserwacyjnych w wykrywaniu bardzo subtelnych sygnałów. W tym przypadku pokazaliśmy, że potrzebowaliśmy danych z ponad 30 lat” – powiedział Piecuch. „Mamy nadzieję, że ten artykuł i nasz szerszy projekt uświadomią nam znaczenie finansowania i utrzymywania długoterminowych obserwacji oceanów”.
Beal dodał: „Prąd Zatokowy jest istotną tętnicą cyrkulacji oceanu, dlatego konsekwencje jego osłabienia mają charakter globalny. Kiedyś myślałem o oceanie jako o naszej ostatniej granicy, dzikiej, nieskazitelnej i niezłomnej. Smuci mnie to, że potwierdzają na podstawie naszego badania i wielu innych, a także ostatnich rekordowych nagłówków gazet, że nawet najdalsze części oceanu są obecnie dotknięte naszym uzależnieniem od paliw kopalnych”.
Fundusze na badania zapewniła Narodowa Fundacja Nauki i NASA.