A világóceán vize állandó mozgásban van. A Föld forgása, a kontinensek helyzete, az állandó szelek, a vízalatti domborzat mind-mind befolyásolják a víz haladási irányát, és áramlatokat hoznak létre. Ilyen áramlat a Golf-áramlat is. Az áramlatok kiegyenlítik a tengerek és óceánok vízhőmérsékletét, életben tartják a tengeri ökoszisztémát.
A Golf-áramlat és az AMOC működése
Az Atlanti Meridionális Átbillenési Cirkuláció (AMOC), amit gyakran a Golf-áramlattal azonosítanak, létfontosságú szerepet játszik a meleg víz déli féltekéről Európa és az Északi-sarkvidék felé történő szállításában, ahol a víz lehűl, lesüllyed, és egy mélytengeri visszaáramlást indít el. A Golf-áramlat és az Atlanti-óceáni Meridionális Áramlás Rendszer (AMOC) szorosan összefüggő, de mégis különböző jelenségek az óceán áramlásaiban.
A Golf-áramlat egy erőteljes óceáni áramlat, amely meleg vizet szállít a Mexikói-öbölből az Egyesült Államok keleti partjai mentén északkelet felé, majd áthalad az Atlanti-óceánon Európa és az Északi-sarkvidék irányába. Ez a hatalmas áramlat az Észak-Atlanti szubtrópusi örvényrendszer része, amely az öt nagy óceáni körforgás egyike, és amelyet a szélrendszerek hajtanak. A Golf-áramlat egy meleg, erős óceáni áramlat, amely az Amerikai Egyesült Államok keleti partvidékétől indul, majd északkeleti irányba halad az Atlanti-óceán felé.
Ez az áramlat a Mexikói-öbölben kezdődik, ahol a meleg trópusi vizek észak felé áramlanak, és jelentősen hozzájárul Európa enyhe éghajlatához, mivel hőt szállít a térségbe. Az AMOC egy szélesebb és összetettebb áramlási rendszer, amely magában foglalja a meleg víz északi irányú szállítását a felszínen - ezt részben a Golf-áramlat biztosítja - és a hideg víz déli irányú visszaáramlását a mélytengeri áramlatokon keresztül.
A Golf-áramlat trópusi vizekről, a Mexikói-öbölből indul, elhalad Florida, majd Észak-Amerika keleti partvidéke mellett. Később az Atlanti-óceánt átszelve kétfelé oszlik. A meleg áramlat Nyugat-Európa partjait elérő északi ágával hő és tápanyagokban dús víz áramlik az Egyenlítő közeli vizekről egészen a sarkvidékig, ami meghatározó hatással van az érintett területek klímájára. Maury parancsnok ismerte fel, hogy a Golf-áramlat valóban hol ered. Színű s langyos vízből itt keletkezik az áramlat, kétfelé ágazik. Egyik ága felveszi az Antillákat mosó tenger forróságát is, elkeveri az északi tengerek vizével. 43° táján két ágra szakad, északnak térve túlhalad a Spitzbergákon.
A Golf-áramlat bolygónk tengeri áramlásai közül az egyik legerősebb, de biztosan a legismertebb és a legrészletesebben tanulmányozott. Felfedezését szokás Benjamin Franklinnek tulajdonítani, de nyilván a régebbi idők tengerészei is tudtak a létezéséről, legfeljebb nem nevezték el. Rengeteg vizet szállít, percenként nagyjából 80 millió köbmétert. Az áramlat mély, sebessége pedig nyolc kilométer óránként, de egyenletesen csökken.
A Termohalin Cirkuláció Mechanizmusa
A tengeráramlások rendszerét számtalan tényező befolyásolja, közülük az egyik legfontosabb a thermohalin cirkuláció fogalma. A thermo (görög thermós - forró) a hőmérsékletre utal, a halin (szintén görög háls - sós) pedig a sótartalomra, ezek együttesen határozzák meg az óceánok vizeinek sűrűségét. A sűrűség különbség eredményeképpen a víz különböző rétegei folyamatos, függőleges irányú mozgásban vannak. Ha a víz alatti talajmentén felmelegszenek, feljebb szállnak. A felső, meleg régiók a pólusokhoz közeledve lehűlnek, lesüllyednek.
A meleg víz a felmelegedéséhez hőt és oxigént köt meg a levegőből, amit aztán a sarki hideg vizekhez közelítve leszállít a mélytengerekbe. Minél sósabb a víz, annál sűrűbb lesz, és mivel a jég kevés sót köt meg, emiatt a sarki vizek sóban gazdag, hideg vízként könnyedén lesüllyednek. Ez a cirkuláció keveri át mélyebben az óceán vizét, nagyon nem mindegy, hogy csak a felszíni, folyamatosan melegedő, de egyre kevésbé mélyebben átkeveredő réteg áramlik, vagy az egész óceáni víztömeg mozgásban marad.
A Golf-áramlat éghajlatra gyakorolt hatása
Mi a Golf-áramlat szerepe a Föld életében? Egyrészt jelentősen befolyásolja az érintett kontinensek időjárását. Észak-Amerika keleti, illetve Európa nyugati része ennek az áramlatnak köszönheti enyhe időjárását, átlagosan 5° fokkal van melegebb ezeken a területeken, mint általában ezen a szélességi fokon. Ezen a hőtranszporton múlik a Golf-áramlat menti országok egész gazdasága, az állat- és növényvilág fejlődése.
Ugyanakkor szót kell ejtenünk a Golf-áramlat miatt keletkező ciklonokról is. Új kutatások azonban rámutattak, hogy nem csak az áramlat közvetlen közelében elhelyezkedő szárazföldek időjárására hat, hanem az egész bolygóéra. Ugyanis miközben létrejönnek az Atlanti termohalin cirkuláció meleg áramlatai, rengeteg hőt vonnak el a víz fölötti levegőből, ezáltal csökkentve az egész bolygó átlaghőmérsékletét. Ó, ez a Golf-áramlat! Méltán nevezték el a viharok királyának!
A Golf-áramlat összeomlása. Miért válhatnak valóra a –30ºC-os extrém hidegek…
A Golf-áramlat lassulásának okai és az összeomlás fenyegetése
Az utóbbi évtizedekben változni látszik az óceánok körforgása, és félő, hogy tragikus kimenetele lesz. A kilencvenes években figyeltek fel először az Atlanti óceán áramlatainak lassulására, az okát a globális felmelegedésben kell keresni. Miért indult lassulásnak a Golf-áramlat? A globális felmelegedés következtében a pólusokat elérve nem tud megfelelően lehűlni a víz, ami miatt nem tud lesüllyedni a víz a mélytengerekbe, hogy ott folytassa útját, a világóceán folyamatos vízmozgásai, mind a függőleges, mind a vízszintes áramlatok lelassulnak.
Az Észak-atlanti áramlat által felvitt melegvíz nem tud megfelelően lehűlni, ráadásul a meleg miatt olvadó jégsapkák hígítják a vizet, így veszít a sűrűségéből, kevesebb víz tud leszállni a mélybe, hogy délfelé szállítsa a hideget. Ugyan a szél tovább hajtja a felszíni áramlatokat, de mivel azok nem tudnak lehűlni, csak még több jeget olvasztanak meg. A termohalin cirkuláció szép lassan megszűnik, nem érkezik újabb hideg áramlat a mélytengerekbe, így lényegében pangás következik be. A klímaváltozás hatásai miatt növekszik az aggodalom az AMOC, így közvetve a Golf-áramlat potenciális gyengülésével kapcsolatban is, mivel ez drámai éghajlati változásokat idézhet elő a világ ezen részein.
Az összeomlás küszöbén?
A kérdés az, hogy vajon meddig élvezhetjük ezeknek az áramlatoknak a jótékony hatásait. A korábbi éghajlati modellek szerint 2100 előtt egy összeomlás valószínűtlennek számított. Az új kutatás azonban azt mutatja, hogy az a kritikus fordulópont, amely után az összeomlás elkerülhetetlenné válik, akár néhány évtizeden belül bekövetkezhet. Az eredmények szerint 70% az összeomlás valószínűsége, ha a szén-dioxid-kibocsátás tovább növekszik. Ha a kibocsátás a jelenlegi szinten marad, a kockázat akkor is 37%.
Lehetséges következmények
Egy ilyen esemény következményei súlyosak lennének. Összességében az áramlat gyengülése nem csupán egy távoli óceáni jelenség lenne, hanem Európa és a világ éghajlati rendszerének egyik legjelentősebb átalakulását indíthatná el. Bár az összeomlás időpontja továbbra is bizonytalan, a kutatások egyre világosabban jelzik, hogy az emberi tevékenység felgyorsíthatja a folyamatot, és olyan változásokat idézhet elő, amelyek évszázadokra meghatározzák a kontinensek időjárását, mezőgazdaságát és társadalmi stabilitását.
Regionális éghajlati változások
- Ha az óceáni cirkuláció gyengül, Északnyugat-Európa tapasztalná a legerőteljesebb lehűlést.
- +2 °C globális felmelegedés mellett egy olyan hideg szélsőség, amely jelenleg tízévente egyszer fordul elő Hollandiában, akár -20 °C-ig is süllyedhetne - vagyis körülbelül 15 fokkal hidegebbre, mint az iparosodás előtti éghajlat idején, ugyanazon klímamodell szerint.
- Dél-Európa éghajlatát kevésbé befolyásolná a cirkuláció gyengülése. Az észak- és dél-európai hőmérsékleti különbség azonban növekedne, különösen télen.
- Kutatók vizsgálata alapján egyrészt 3-4 fokkal hidegebbek lennének Nyugat-Európa, és Kelet-Amerika érintett területei, ami intenzív teleket okozna, és hűvösebb nyarakat.
- Téves gondolatmenet, hogy hazánk távol fekszik az óceántól, így számunkra a kérdés nem fontos. A Golf áramlat hatása Magyarországra is jelentős, a mi éghajlatunk is függ tőle. Ha az áramlat éghajlat-mérséklő hatása csökken, azt a Kárpát-medencében is érezni fogjuk. Elméletben ez forróbb nyarakat és hidegebb teleket hozna.
Környezeti és társadalmi hatások
- A trópusi csapadéköv, amelytől emberek millióinak élelmiszer-termelése függ, drasztikusan eltolódhatna.
- Az Észak-Atlanti-óceán egyes partvidékein a tengerszint az eddigi előrejelzésekhez képest további 50 centiméterrel emelkedhetne.
- A hőmérsékleti hatásokon túl korábbi kutatások azt mutatják, hogy a gyengébb cirkulációs rendszer Európában kevesebb csapadékot, valamint az Atlanti-óceán térségében gyorsabb tengerszint-emelkedést is eredményezne. Ezen túlmenően pedig várhatóan jóval szárazabb időjárás elé néznénk, a meleg és hideg találkozásából eredő felhőszakadások elmaradnának.
- Az enyhe időjáráshoz szokott állat- és növényvilág felborulna, ahogy az ott lakó emberek élete is, az infrastruktúra is összeomolhat.
- A mi szempontunkból a legtöbb kárt a mezőgazdaság szenvedi el, akár 30 %-os termeléscsökkenésre is lehet számítani a hideg és a kimaradó esőzések miatt, ha tovább lassul az áramlat.
- A tengerek ökoszisztémája is kifordul önmagából, a kevesebb plankton súlyos pusztuláshoz vezet, alapjaiban rengeti meg az állatvilágot. Éhínség köszönt be, ami társadalmi problémákkal súlyosbítja a helyzetet.
- Ugyanakkor a lassulás következtében fokozódik a globális felmelegedés, hiszen a lassuló áramlatok kevesebb hőt tudnak megkötni. A melegedés tovább olvasztja a jégsapkákat, ami tovább hígítja a vizeket.
Mi történik, ha az áramlat nem csak lassul, de le is áll?
Nehéz megjósolni. Főként azért, mert globálisan kell látnunk a problémát. Ha egy áramlat leáll, akkor lényegében minden áramlat leáll. Először a tengeri ökoszisztéma esik áldozatul, majd a szárazföldi. Egyes vélemények szerint jégkorszak köszöntene be, míg mások azt az álláspontot képviselik, hogy a globális felmelegedést erősíti fel. Az éghajlati rendszer összes elemének együttes változását nem ismerjük biztosan. Nem tudjuk, hogyan fog átalakulni a tengeráramlások rendszere, így nem ismerjük ennek éghajlatra gyakorolt hatását sem: az biztos, hogy az éghajlat megváltozása súlyos következményekkel jár az élővilágra és a humán társadalomra egyaránt.
A Golf-áramlat lassulásának várható következményei:
| Terület/Jelenség | Várható Hatás a Golf-áramlat Gyengülése/Összeomlása esetén |
|---|---|
| Éghajlat Északnyugat-Európa | Jelentős lehűlés, akár -20 °C-os szélsőségek télen (Hollandiában akár 15 fokkal hidegebb). |
| Éghajlat Nyugat-Európa és Kelet-Amerika | 3-4 fokkal hidegebb területek, intenzív telek és hűvösebb nyarak. |
| Éghajlat Dél-Európa | Kevésbé befolyásolt, de az észak-déli hőmérséklet-különbség növekedne. |
| Éghajlat Magyarország/Kárpát-medence | Elméletben forróbb nyarak és hidegebb telek. |
| Csapadék | A trópusi csapadéköv drasztikus eltolódása. Európában kevesebb csapadék, szárazabb időjárás. |
| Tengerszint | Az Észak-Atlanti-óceán partvidékein további 50 cm tengerszint-emelkedés. |
| Mezőgazdaság | Akár 30%-os termeléscsökkenés a hideg és esőzések hiánya miatt. |
| Élővilág | Az enyhe időjáráshoz szokott állat- és növényvilág felborul. Tengeri ökoszisztéma pusztulása (kevesebb plankton). |
| Globális felmelegedés | A lassuló áramlatok kevesebb hőt tudnak megkötni, fokozva a felmelegedést. |
| Társadalmi hatások | Éhínség, szegénység, betegségek, infrastruktúra összeomlása. |
Megújuló energiaforrás a Golf-áramlatban
2020 június elején ígéretes teszteket folytattak le a Florida Atlantic University Délkeleti Nemzeti Tengeri Megújuló Energetikai Központjának (Southeast National Marine Renewable Energy Center) gondozásában. Létrehoztak egy tiszta energiát termelő turbinát és 3 napon keresztül sikeresen működtették a Golf-áramlatban. Ezt a turbinát teljes egészében az áramlat hajtja, így a termelt energia semmilyen erőbefektetéssel nem jár. Az ígéretek szerint, ha minden engedélyt megkapnak, jövőre helyezhetik el őket a Golf-áramlat egy kijelölt pontján.
Kutatás és monitorozás
A kutatóknak nagyszerű lehetőséget adnak a műholdas mérések olyan helyeken - lényegében az egész Földön - méréseket végezni, ahol nem helyeztek el hőmérőket. Márpedig az ilyen helyek vannak túlnyomó többségben, mint a tengerek és óceánok is. Bár előfordulnak bóják, amelyek közvetlenül szolgáltatnak adatokat adott pontokban a víz hőmérsékletéről, de ezekkel távolról sem képesek lefedni minden érdekes területet. Adataik viszont igen hasznosak a műholdas mérések pontos kalibrációja szempontjából.
Az alábbi, szinte egy vízfestményre emlékeztető kép az infravörös tartományban, műhold fedélzetéről mért adatok alapján készült. A műhold az amerikai Landsat-8, a berendezés a rajta repülő, a 10,9 és 12 μm közötti hullámhosszakon érzékeny TIRS (Thermal Infrared Sensor). Az infravörös hullámhosszakon lényegében azt mérik, hogy a felszín mennyi hőt sugároz ki. Megfelelő fizikai modellek alapján ebből kiszámolható a felszín hőmérséklete. Amint az a kép alapján is sejthető, a Golf-áramlás nem egy homogén sáv. A jó felbontás és a megfelelő érzékenység alkalmassá teszi a Landsat-8-at arra, hogy az áramlás finomszerkezetét is tanulmányozzák vele.
Mit tehetünk?
A kutatók hangsúlyozzák, hogy a Golf-áramlat összeomlásának megelőzését globális prioritásként kell kezelni. Mint a legtöbb környezetvédelmi kérdésben, a válasz itt is a globális felmelegedésben keresendő. Ha megállítjuk a felmelegedést, tovább működik a termohalin cirkuláció, folyamatosan friss oxigénnel és táplálékkal látva el az óceánok vizeit és élőlényeit. A klímaváltozást meg kell állítanunk, nem lehetetlen, de példátlan összefogásra van szükség az emberiség részéről.