– Frustrerende, sier Andreas Klocker.
Forskeren fra NORCE og Bjerknessenteret sikter til et spørsmål som stadig dukker opp i mediene: Vil klimaendringer få Golfstrømmen til å stoppe?
– Det vil den ikke, forsikrer Klocker oss. – Vinden og jordens rotasjon vil holde strømmen i gang.
Likevel, sier han, har denne strømmen i overflaten av Atlanterhavet drivkrefter man ennå ikke vet alt om. Det mediene refererer til, er hvorvidt systemet som kobler Golfstrømmen og havstrømmene i dyphavet, plutselig vil kunne kollapse – et kontroversielt spørsmål, også blant forskere.
I en artikkel i det populærvitenskapelige magasinet Physics Today har Klocker, sammen med Bishakdatta Gayen fra Universitetet i Melbourne, fordypet seg i Atlanterhavet. Til å utforske kompliserte prosesser, har de valgt enkle eksperimenter.
Overflaten er bare overflaten
I Nord-Atlanteren fraktes overflatevann nordover i Golfstrømmen og videre i Atlanterhavsstrømmen og Norskehavsstrømmen. I nord blir vannet avkjølt, synker og strømmer sørover i dypet. Både vinden og nedsynkningen er med på å drive dette gigantiske transportbåndet av sjøvann.
Når forskere diskuterer om Golfstrømmen og omveltningssirkulasjonen påvirkes av klimaendringer, er spørsmålet oftest om høyere temperatur og mer ferskvann i nord kan bremse nedsynkningen. I så fall vil også overflatestrømmer som Golfstrømmen bli svakere.
– De som tror strømmen vil stoppe, utgjør en minoritet, sier Andreas Klocker.
Uenigheten i fagmiljøet er likevel et tegn på at man vet for lite om hva som driver transportbåndet. Klimamodellene er samstemte i at selve nedsynkningen vil bli svakere, men strever samtidig med å gjenskape fortidens omveltning.
Andreas Klocker understreker behovet for å finne ut nøyaktig hva som foregår i nord.
Hvorfor synker vannet akkurat der det gjør, og hvordan får det synkende vannet annet vann til å strømme nordover?
En modellverden
Avanserte klimamodeller inneholder realistiske kontinenter og et havbunnsterreng som ligner virkelighetens. Med slike modeller kan man simulere verdens havstrømmer. En indikator på hvor vann synker, kan være hvor overflatevann blandes nedover i dypet.
I figuren under sammenlignes dybden av denne blandingen om vinteren (venstre) med hvor dypt vannet maksimalt blander seg (høyre).
Selv om havet blandes aller dypest i Labradorhavet, sørvest for Grønland, indikerer kartet til venstre at mer av den nedsynkningen som bringer varme og CO2 ned i dypet, skjer lengre øst, nærmere Island, Storbritannia og Irland.
Ulempen med komplekse modeller er at de lett blir uoversiktlige. Når mange faktorer tas med i beregningen, kan det være vanskelig å skille ut årsaken bak en enkelt prosess eller endring. Kartene viser at vann blandes nedover i to ulike regioner, men ikke hva den avgjørende forskjellen skyldes.
Et atlanterhav i akvariet
For å kunne utforske hva som foregår når vann kjøles ned og synker, har Andreas Klocker og Bishakdatta Gayen tydd til enklere midler: et akvarium og en datamodell av akvariet.
Akvariet, vist øverst, er et svært forenklet atlanterhav. Det kalde nord er til venstre og tropene til høyre. Der blått, kaldt vann treffer veggen lengst nord, synker det. Nedsynkningen får vann til å strømme inn sørfra, mens vann som når bunnen, strømmer tilbake mot sør.
Under akvariet viser en datamodell det samme, forenklede havet. Modellen gjør det mulig å se nærmere på virvler og andre detaljer.
I filmen under kan du se hvordan vannet strømmer.
Snurr, jord!
Én viktig ting skiller akvariet fra jorden. Jorden går rundt. Jordrotasjonen får vann som beveger seg, til å bøye av – mot høyre på den nordlige halvkule og mot venstre på den sørlige.
Hadde ikke jorden snurret, ville ikke Golfstrømmen forlatt kysten av Nord-Amerika og svingt utover i Atlanterhavet. På grunn av jordrotasjonen oppstår både virvler som spenner havets bredde og mindre virvler inne i strømmen.
Også figuren under er laget med en forenklet modell, men med en som tar hensyn til at jorden går rundt. Resultatet er en virvlende strøm som krysser havet østover, ikke så annerledes enn strømmen som krysser Atlanterhavet.
I det nordøstlige hjørnet treffer vann veggen og synker, noe av det helt til bunns.
Vann som har krysset Atlanterhavet, synker når det møter den europeiske kontinentalsokkelen, slik Andreas Klocker også så i det blå kartet fra den komplekse klimamodellen.
– Jordrotasjonen flytter regionen med nedsynkning mot nordøst, sier han.
Synking bidrar til overflatestrøm
Heller ikke i den snurrende modellen finnes vinden, som i virkeligheten driver vannet nordover og østover. Likevel, uten at det blåser, strømmer vannet i overflaten nordover, drevet av temperaturforskjellen mellom sør og nord.
Eksperimentene viser at blandingen i Labradorhavet, der det er kaldest, er avgjørende for å drive strømmen i overflaten.
– Alle områdene er viktige, men på ulikt vis, sier Andreas Klocker.
Med enkle eksperimenter har han og Bishakdatta Gayen kommet litt nærmere de små detaljene bak mektige havstrømmer.
Referanse
Bishakhdatta Gayen, Andreas Klocker: Deep convection drives oceanic overturning. Physics Today 1 June 2024; 77 (6): 44–50. https://doi.org/10.1063/pt.uvlg.jjol