Okozhatnak Kis jégkorszakot
az É-i felszíni hideg áramlatok?
(2025 július)
Abstract
A gyakran Észak-Atlanti Áramlat-nak is nevezett rendszer gyengülése a kutatók szerint olyan mértékű lehet, hogy talán még ebben a században egy második Kis jégkorszak következik. Akkor is következhet, ha a Golf-áramlat korábban, D-en visszafordul Európa felé az olvadás miatt, már a több éves arktiszi jég is olvad. Ma a Golf-áramlat az intenzívebb.
Az É-Grönlandi olvadékvíz a felszíni, friss hideg Kelet-Grönlandi áramlat vizét vezeti az Irminger-tengerbe, amelynek a hőmérséklete az egyedüli, amely nem emelkedik az Antarktiszon. Az Irminger-tenger hőmérséklet csökkenését erősíti a grönlandi Dánia-szorosban a felszínre törő mélytengeri sűrű hideg víz is. A Kelet-Grönlandi áramlat a Labrador áramlatba ömlik, amely Newfoundlandnál találkozik a Golf-áramlattal.
Ha a hideg áramlatok hozama elég nagy, eltéríthetik Golf folytatását, az Észak-Atlanti Drift-et az Ibériai-félsziget felé, és talán csökkentheti a Norvégiai áramlatot is. // Can the Cold Surface Currents of the North Cause a Little Ice Age? The Arctic ice is already melting, and meltwater from North Greenland is increasing the flow of fresh, cold East Greenland Current to the surface. The Irminger Sea is the only one in Antarctica that is not warming. The decrease in temperature in the Irminger Sea is also being amplified by the deep-sea, dense, cold water that is surfacing in the Denmark Strait in Greenland. The East Greenland Current is increasing the flow of the Labrador Current, which meets the Gulf Stream near Newfoundland. If the flow of cold currents is large enough, it could divert the North-Atlantic Drift towards Iberian Peninsula.
A Golf-áramlat részben már ma is visszafordul, egy subtrópusi örvényben (45°N)
Az É-i sarki jég gyorsabban melegszik és olvad, mint az antarktiszi, mert É- on kevesebb a jég. A teljes nevén az Atlanti Meridionális Áramlási rendszer (Atlantic Meridional Overturning Circulation / AMOC) gyengül, a Grönlandnál megfagyó sós vize hígul a sok olvadó jég és a felmelegedés miatt, 1950 óta kb. 15%-al kevesebb fordul át, azaz süllyed le, és É-ra tolódott a süllyedés területe.
Amikor még nem volt felmelegedés: A középkori Kis jégkorszak-ot megelőzte a Középkori meleg korszak, amikor 0,1 fokkal hidegebb volt mint az 1931-tõl 1960-ig tartó Normál időszak-ban. A Középkori meleg korszak is egy Normál időszak volt, amikor annyi jég olvad el évente, amennyi megfagyott. Amikor az AMOC gyengül, az olvadékvíz hatása miatt az áramlat felhígul, és É-ra tolódik a süllyedés területe.
A sarki Beaufort-tengerből D-re áramló friss, hideg olvadék vízréteg keveredik az AMOC vízével, augusztusban és szeptemberben van a Beaufort-tengeren az olvadás, és friss víz hígítja a sűrű, hideg áramlatokat. Ha nagyon keveredik, akkor D-re tolódhat a felszíni réteg is, a felszíni hideg áramlatokat erősítve, vagy okozva.

Az áramlatok Grönland környékén, a kékkel jelölt hideg áramlatok D-i irányúak.
Az erős É-i szelek hajtják D-re a felszíni hidegáramlatokat

Az AMOC süllyedésének D-i helyei, a termohali zónák sötétkékkel jelölve, Grönland Ny-i oldalán is előfordul (4,WIKIPEDIA)
A D-i irányú hideg áramlatokat, és azok intenzitását fogjuk vizsgálni, melyek okozhatnak egy második Kis jégkorszakot, amikor keresztezik a Golf áramlatot, ha elég nagy hozamuk a hideg Labrador áramlatban egyesülő áramlatoknak. Az ütközés - Newfoundlandnál- következtében a Golf (80 millió m3 / sec ) nagy részben és az a folytatása, az Észak-Atlanti Drift könnyen visszafordulhat DK-re, Ibéria felé, a norvégiai ág is leállhat, ami 3 - 5 fokos lehűlést okozna Európában.
A két- és sokéves (piros) sarki jég olvadása a Beaufort-tengeren, talán létrehoznak egy D-i irányú felszíni áramlatot
Izland és D-Grönland között, a Dánia-szoros átjáróként működik, ahol az Északi-tengerekben (beleértve Grönlandot, az Izlandi-tengert és a Norvég-tengert is) képződött hideg, sűrű víz dél felé áramlik az Észak-Atlanti-óceánba, az Irminger-tengerbe, ami egy érdekes terület, ahol nem melegszik, hanem hűl a tenger. A Dánia-szorosban van egy nagy, sőt a legnagyobb tenger alatti vízesés. A szoros oldalán felemelkedik a vízesés hideg sűrű fenékvize is a felszínre, a Coriolis-effektus miatt, amit az Irminger-tenger lehűlése jelez. Az AMOC melegedése lassú folyamat, a lehűlése pedig gyors, néhány dekádos folyamat, a kutatók szerint, a végén egy Kis jégkorszakkal.
A két hideg áramlat, a Kelet-Grönlandi hideg áramlat, a Baffin áramlat rétegeinek keveredése okozza a hideg víz D-re tolódását. Különösen, ha megerősödnek az É-i poláris szelek, talán létrehoznak egy D-i irányú felszíni áramlatot. Hogy mikor, azt nem tudjuk, de talán még ebben a században, évtizedben. A D-i irányú hideg áramlatokat -EGC: East Greenland Current, a Kelet-Grönlandi hideg áramlat, a Baffin áramlat- keresztezi majd a kihűlő Irminger áramlatot.

Áramlatok Grönland környékén, EGC az East Greenland Current, a Kelet-Grönlandi hideg áramlat,
Az Irminger-áramlat meleg óceáni áramlat, amelynek hőmérséklete a helyszíntől és az évszaktól függően változik, általában 4 és 8-12 °C (43 és 54 °F) között mozog. Az Észak-atlanti áramlat egyik ága. Része az North-Atlantic Subpolar Gyre-nek, egy nagy forgó hideg óceáni áramlatokból álló rendszernek is. Az Irminger-áramlat keveredik más áramlatokkal, a Kelet- és Nyugat-Grönlandi áramlatokkal is.
A Föld legnagyobb vízesése a víz alatt, az kihűlő Irminger tengertől É-ra, Grönland és Izland között, a Dánia-szorosban van. Magassága 3505 méter, a Dánia-szoros kataraktájá-nak nevezik. (https://en.wikipedia.org/wiki/Denmark_Strait_overflow). A tengerfenékre esik a 3-4 °C fokos sűrű víz, a katarakta a Jeges-tenger, helyenként sokkal mélyebb, medencéjének a lefolyója. Vize keveredik az Irminger áramlat vízével, hűti az áramlatot. A Dánia- szoros hideg áramlata részban felemelkedik a Coriolis-effektus miatt, amit az Irminger-tenger lehűlése jelez. Amikor a rétegek keverednek, az Irminger áramlat lehűl. Az É-i hideg olvadékvizek, a Labrador-áramlat és a Kelet-Grönlandi áramlat a Grand Bank-nál (https://hu.wikipedia.org/wiki/Grand_Banks) összeütköznek a meleg Golf-áramlat vizével, a terület már ma is a Föld legködösebb területe, de a Grand Bank területén még a Golf-áramlat az úr. De a folytatása, az Észak-Atlanti Drift könnyen visszafordulhat.
Az Irminger-tenger hűl, egyedüli terület É-on, amely nem melegszik.
Az É-i hideg rétegvizek eljuthatnak D-re, Newfoundland felé.
Az Irminger áramlat lassan is hűl, néha már kékkel jelölik.
A vízesés előtt a Dánia-szoros 190 m mély, majd a lefelé haladó vízoszlop (3.2 Millió m3/sec) körülbelül 200 m széles és 200 m magas, és körülbelül 1000 km hosszan ereszkedik. Az Északi-tengerből dél felé áramló víz 4 fokos, és sűrűbb, 3.5%-os, mint a szorostól délre fekvő Irminger-tenger. A Grönland–Izland-kiemelkedés egy kiemelkedő gerinc, amely a túlfolyó csúcsát alkotja, a hideg, nehéz víz a tengerfenék mentén zúdul le körülbelül 3000 m (10 000 láb) -t esik. A Coriolis-effektus miatt a lefelé áramló víz jobbra térül el, aminek eredményeként a csatorna grönlandi oldalán a víz nagyjából 1 km -el (0,62 mérfölddel) magasabban van, mint a csatorna szemközti oldalán, a felszín felé áramlik. A túlfolyó biztosítja az észak-atlanti mély-víz fő beáramlását, amely az Északi-tengerek és az Észak-Atlanti-óceán közötti sűrű víztúlfolyás hozamának körülbelül felét teszi ki, másik felét az AMOC. A túlfolyón átfolyó sűrű és hideg víztömeg a sarki tengerekből származik, és hűti az Irminger tengert. A túlfolyást erősen befolyásolja a szoros domborzata, a szelek és a szorostól északra és délre eső víztömegek közötti sűrűségkülönbség.

Áramlatok
Labrador-áramlat: a Jeges-tengerből ered, dél felé folyik Kanada keleti partvidéke mentén. Rendkívül hideg és viszonylag lassú, átlagosan 20 cm/s sebességgel, körülbelül 1,5°C-os vizet szállít. Nagyon hideg vizet hoz, hozzájárul a jéghegyek kialakulásához Új-Fundland közelében, és hűti Kelet-Kanada éghajlatát. Kelet-sarkvidéki vizek és a Kelet-Grönlandi áramlat egyesülésével jött létre. A gleccserek olvadásából és a hideg folyók lefolyásából származó édesvíz beáramlása hígítja, különösen késő tavasszal és kora nyáron.
Kelet-Grönlandi áramlat (EGC): Grönland keleti partvidéke mentén folyik, az Északi-sarkvidékről ered. Hideg, sűrű vizet szállít dél felé, eredetük az olvadó gleccserek és jégtakarók. Szerepet játszik az AMOC kialakulásában.
Baffin-szigeti áramlat: a Jeges-tengerből áramlik a Labrador áramlatba.
Nyugat-Grönlandi áramlat (WGC): Gyenge, hideg áramlat, amely Grönland nyugati partvidéke mentén észak felé áramlik.
Golf-áramlat: a Labrador-áramlat Új-Fundland közelében találkozik a Golf-áramlattal (meleg áramlat), és befolyásolva az Észak-Atlanti áramlatot, az Atlanti meridionális átfordulási cirkulációt (AMOC). A Mexikói-öbölben indul, elhalad a Floridai-szorosnál, majd az Amerikai Egyesült Államok és Új-Fundland keleti partjai mellett, majd ÉK-re halad az óceánon.
Irminger áramlat (IC): Az Irminger-áramlat az Északi-Atlanti-óceánban Izlandtól délre halad keletről nyugati irányba. Az Északi-Atlanti-óceán nagy áramlásának, a Golf-áramlat rendszerének része, illetve ezen belül az Észak-atlanti-áramlat nyugatra forduló, gyengülő leágazása. 3.5%-os a sótartalma.
A Norvég-áramlat az Északi-tengerből a Norvég- és a Barents-tengerbe tartó tengeráramlat. A Golf-áramlat által kiváltott és az Észak-atlanti-áramlat folytatása. A Norvég-áramlat a sarki vízhez viszonyítva meleg, sóban gazdag vizet szállít É-ra. A meleg, felszíni áramlatnak az Atlanti-óceán mélyén van egy ellenáramlata. Egyes kutatók az Európát melegítő áramlatot törékenynek tartják, mivel a Golf-áramlat szélerősségétől, valamint a sótartalom miatt, a vizek eltérő sűrűségétől függ. A rendszerben bekövetkezett változás, lehűlés először a Észak-Atlanti Drift-nél lenne észlelhető, és ha az áramlatok rendszere módosul, akkor egész Európában hűvösebb lenne az időjárás.

A Golf áramlat ingadozása a passzátszelek intenzitásának növekedésének-csökkenésének az egyik következménye, az intenzitás pillanatnyilag nő, mint pl. az USA területén a hurrikán veszély.

A hurrikánok nyomvonalai 1851-2012 között. Fokozatosan közelítik Izlandot,
a meleg Golf áramlatot az azonos irányú passzát szelek hajtják
Az Észak-Atlanti Drift gyengül, sodródik D-re, mert a felszínen találkozik a hideg, a Labrador áramlattal. A Golf áramlat által szállított hő becsült értéke a 24° N szélességnél 1,27×1015 W, az 55° N szélességnél 0,28×1015 W , aminek nagysága miatt a 10%-s ingadozás is nagy értékű. A passzát szelek É-ra terelik a Golfot, ekkor erősebben összefolyik Grand Bank-nál (New Foundlandnál) a Labrador nagy hideg áramlattal, feltehetően kialakul egy új egyensúlyi állapot, és D-Grönland továbbmelegszik. A Golf áramlat, a hőmérséklet és az olvadékvíz mennyiségének növekedése, vagy csökkenése a '30-as években megoldhatatlan, szélsőséges -csak számunkra rendkívüli- időjárási problémát jelent az É-i féltekén.
A D-i sarkot, illetve a sós-hideg rétegvíz süllyedést az É- félteke 2.5 fokos átlaghőmérséklet- globális átlag 1.5 fok- emelkedése kevésbé érinti. A D-i réteges süllyedés adja a hideg áramlatok vízmennyiségének többségét, 60%-t kb, továbbá a D-i félteke lassabban melegszik, bizonyíthatóan: mert kilencszer több a jég. A két félteke paramétereinek a megkülönböztetése: a szárazföldek nagyságának és elhelyezkedése miatt a sarkokon a Nap hatása a szelekre és áramlatokra eltérő, amit a modellekbe hangsúlyosan be kéne építeni a helykoordinátáktól függő holtidőkkel.
*
Az Irminger-gyűrűk (IR-ek, https://en.wikipedia.org/wiki/Irminger_Rings) 15-50 kilométeres óceáni örvények, amelyek Grönland nyugati partjainál alakulnak ki, és délnyugat felé haladnak a Labrador-tengeren. A legtöbb IR anticiklonális (az északi féltekén az óramutató járásával megegyező irányú). Jelentős érdeklődés övezi az IR-ek kutatását, mivel feltételezések szerint befolyásolják a Labrador-tenger hideg, mély áramlását, és ezáltal a sűrű mélyvíz kialakulását.
Térkép, amely az Irminger- és a Labrador-tenger 2020-as és 2021-es átlagsebességét és mélységi kontúrjait mutatja. A fokföldi elsivatagosodás jelzi azt a helyet, ahol a legtöbb Irminger-gyűrű kialakul. A 3000 méteres mélységi kontúr az a kontúr, amelyet az Irminger-gyűrűk általában követnek terjedésük során. A batimetriai adatok az Óceán Általános Batimetriai Térképéből (GEBCO) származnak.[4] Az áramlási adatok a CMEM adatbázisból származnak.(https://en.wikipedia.org/wiki/Irminger_Rings)
Az Irminger-áramlat (IC) az Észak-Atlanti Drift (NAD) egyik ága, amely Izlandtól nyugat felé áramlik. Atlanti eredete miatt az IC vizei viszonylag melegek és sósak a Grönlandi-tengerből eredő Kelet-Grönlandi-áramlat (EGC) hideg, édesvizéhez képest. Grönland keleti partjainál az IC és az EGC találkozik és "egyesül" a Farewell-fok megkerülése után, létrehozva egy erősen rétegzett áramlási rendszert, amelyet Nyugat-Grönlandi-áramlatnak (WGC) neveznek. A WGC felső rétege 200 méter mély, és édes EGC-vízből áll. Az alatta lévő réteg, 200 és 700 méter között, sós Irminger-vízből (IW) áll.
Irminger-gyűrű kialakulása: A Labrador-tenger áramlatainak kvalitatív térképe. A piros terület egy viszonylag nagy örvénymozgási energiájú területet jelöl. A grönlandi partvidék domborzata gyorsan meredekedik 60° és 62° északi szélesség között, a Desolation-fok közelében. Ez a meredek lejtő instabilitást okozhat a WGC-ben, ami Irminger-gyűrűk kialakulásához vezethet. Nem világos, hogy ezek az instabilitások főként barotróp vagy baroklin jellegűek-e, a modellek ellentmondásos eredményekkel. A barotróp instabilitásokat az áramlásban lévő nagy vízszintes nyírás okozhatja. A topográfia hirtelen változása az áramlás geosztrofikus kontúrjainak konvergenciáját okozza, ami növeli a WGC függőleges kiterjedését, és csökkenti a szélességét. Az így létrejövő vízszintes nyírások elegendőek a barotróp instabilitás létrehozásához.
A baroklinikus instabilitást a WGC aljához közeli nagy vízszintes sűrűséggradiens okozza. Az azonos nyomású és sűrűségű felületek eltolódása függőleges sebességgradienst indukál. A baroklinikus instabilitás energiája arányos a környezeti áramlás potenciális energiájával, amely az áram függőleges nyírásához kapcsolódik.
Az instabilitás örvénylést generál, ami Irminger-gyűrűknek nevezett örvényekhez vezet. Az örvénygyűrűk kialakulásával együtt jár az örvény kinetikus energiájának növekedése. Az IR-ek nem az egyetlen örvénytípus, amely a Labrador-tenger körül keletkezik. A Labrador-tenger belsejében zajló konvektív események meredek sűrűséggradienseket hoznak létre. A kapcsolódó baroklin instabilitás konvektív árkokat (20-30 kilométer átmérőjű) hoz létre, amelyek vertikálisan homogénebbek. Ezenkívül a nyugat-grönlandi és labrador-partvidéki WGC és LC gyenge instabilitásai határáramlási árkokat hoznak létre.
Irminger-gyűrű jellemzői: Az Irminger-gyűrűk többnyire anticiklonális örvények, amelyek felszíni intenzitású áramlatai 30-80 cm/s nagyságrendűek. Az IR-ek Rossby-száma 0,1 és 0,5 között van. Mivel az IR-ek a WGC-ről válnak le, vertikális szerkezetük hasonló a WGC-hez. Az IR-ek felső rétege édesvízből áll, amely az EGC-ből származik. A felső réteg alatt található a viszonylag meleg és sós IW. Az IR-ekről rendszeresen megfigyelhetőek másodlagos magok 1–1,5 km mélységben, ami a fokozott lefelé irányuló izopiknális depresszióhoz kapcsolódik. A belső víz hozzájárulása miatt az IR-ek kevésbé sűrűek, és ezért nagyobb felhajtóerővel rendelkeznek, mint az azonos mélységben lévő tipikus víz. Mind az édesvízi, mind a belső víz rétegének meredek függőleges sűrűséggradiense van, ami erősen rétegzett IR-eket eredményez. Az édesvízi réteg járul hozzá a legnagyobb mértékben az Irminger-gyűrű rétegződéséhez. Az IR-ek élettartama során a rétegződés csökken, ahogy a felső réteg sósabbá, az alsó réteg pedig frissebbé válik. Télen az édesvízi réteg gyakran erodálódik, ami szintén drasztikusan csökkenti a rétegződést.
Az IR-ek fő terjedési módja délnyugati irány,[13][8] körülbelül 5 cm/s sebességgel. A modellezett IR-ek nagyjából követik a 3000 méteres mélységi izobátát. Az IR-ek tipikus élettartama néhány hónap.[6] Modellek kimutatták, hogy az IR-ek hajlamosak a bomlásra a nagy konvekciós eseményekkel teli teleken, de néhányuk akár 2 évig is túlél. A délen ívó IR-ek valószínűleg elég sokáig élnek ahhoz, hogy elérjék a Labrador-tenger mély medencéjét, míg az északabbra ívó IR-eket nagyobb valószínűséggel zavarják meg a határáramlatok
Befolyása a Labrador-tenger mélykonvekciójára: A Labrador-tenger az óceán azon kevés helyeinek egyike, ahol mélykonvekció történik. A ciklonális nagyléptékű áramlás és a magas szélességi fekvés miatt a Labrador-tenger rétegződése általában gyenge. Mélykonvekciós események télen is előfordulhatnak, ha a felső réteg lehűlése elég nagy ahhoz, hogy a felső rétegben nagyobb sűrűséget hozzon létre, mint az alatta lévő vízben. Ennek az instabil rétegződésnek a következtében nagymértékű függőleges keveredés indukálódhat,[6] ami egy mély kevert réteget hoz létre. A mélykonvekció során képződő homogén víztömeget Labrador-tengervíznek (LSW) nevezik. Az LSW az észak-atlanti mélyvíz forrása, amely elengedhetetlen az atlanti meridionális átfordulási cirkulációhoz. A mély konvekció lehetővé teszi az oxigén és a szén-dioxid keveredését is a mélyóceánba.[6] A mélykonvekció nagyságának ingadozása nagy, és akár 2000 méteres mélységig is terjedhet.[9] Egy konvektív esemény után a Labrador-tenger fokozatosan újra rétegződik tavasszal. Ennek az újrarétegződésnek a mértéke befolyásolja a jövőbeli konvektív események változékonyságát.
A mély konvekció elnyomása
Az Irminger-gyűrűk hosszú élettartama miatt némelyik eléri a konvektív területet a Labrador-tenger belsejében. Mivel az IR-ek erősen rétegzettek és úszóképesek, fokozzák a Labrador-tenger rétegződését. Következésképpen az Irminger-gyűrűk elnyomják a mély konvekciót a Labrador-tengerben, ami csökkenti a Labrador-tenger víztermelését. Pontosabban, az IR-ek korlátozzák a mély konvekció területét az északi féltekén. Bár az IR-ek az arktiszi oszcilláció pozitív fázisában gyakoribbak, ez nem vezet a mély konvekció csökkenéséhez, mivel a pozitív arktiszi oszcilláció fázisa egyidejűleg fokozza a mély konvekciót.
Újrarétegződés
A mély konvekció elnyomása mellett az IR-ek fokozzák az újrarétegződést a konvektív események után.[8] Az IR által kiváltott újrarétegződés mértéke nem egyértelmű. Lehetséges, hogy az IR-ek csak ritkán és nem évente járulnak hozzá az újrarétegződéshez. A konvektív árkok és a határáramlási árkok szintén fokozzák az újrarétegződést a Labrador-tengerben. Az IR-ek relatív hozzájárulása az újrarétegződéshez vitatott. Egyes modellezési tanulmányok szerint az IR-ek több hőt pótolnak egy konvektív esemény után. Ez a változás részben a Labrador-tengerben lévő konvektív terület modellközi helyzetbeli különbségeivel magyarázható.
A Labrador-tenger mély konvekciójának hatása az Irminger-gyűrűkre: Az IR-ek bizonyos évközi változékonysága összefügg a konvektív események intenzitásával, mivel az intenzívebb mély konvekció nagyobb sűrűségű Labrador-tengervizet eredményez. Ez viszont nagyobb sűrűséggradienst okoz a tenger és az úszó Nyugat-Grönland-i áramlat között, ami pozitívan korrelál az örvényfluxusokkal.
Bár az Irminger-gyűrűk csökkentik az kisebb mennyiségű vizek, LSW termelését a mély konvekció elnyomásával, az LSW-t IR-ek is termelhetik. Mély konvekciós események során függőleges keveredés mehet végbe a konvektív területet elérő hosszú élettartamú infravörös sugarak belsejében. Az infravörös konvektív vertikális keveredés tipikus mértéke 100 és 700 méter közötti mélység, de nagy konvektív események esetén akár 1300 méter is lehet. Ez majdnem olyan mély, mint a konvektív terület többi részén. Egy óceáni modellben a keveredés során kisebb mennyiségű vizet (LSW) termeltek az Irminger-gyűrűk, amelyek több mint 2 évig éltek.
Az Irminger és a Labrador tengerek ménységi afatokkal