A Dánia-vízesés hozama és a grönlandi olvadékvíz
relatív szerepe Európa időjárásában
(Eddig 2.5 Celsius fokot melegedett, 2050-re kb. még fél fokot)
(2026 március)
Bevezetés
Az Észak-Atlanti áramlat (NAC, AMOC) kb. 15 %-ot gyengűlt
Az Észak-Atlanti áramlat (NAC) egy erőteljes meleg nyugati határáramlat az Atlanti-óceánon belül, a Golf-áramlat északkeleti folytatása. A Golf-áramlat északra fordul a délkelet-újfundlandi kiemelkedésnél. Minden más áramlatnál több meleg trópusi vizet szállít az északi szélességi körökre; délen több mint 40 Sv (azaz 40 millió m3/s) a hozama, a Közép-atlanti gerincen átkelve pedig 20 Sv (20 millió m3/s). Az észak-amerikai partok közelében eléri a 2 csomós (3,7 km/h; 2,3 mérföld/h; 1,0 m/s) sebességet. A NAC erősen kanyarog, de a Golf-áramlat kanyarulataival ellentétben a NAC kanyarulatai stabilak, nem szakadnak örvényekre.
Az AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) termohalin rendszer lassulásának észrevehető hatása talán a századunk közepén lesz, lassú folyamat, oka a felmelegedés. (Termohalin = a hőmérséklet és a tenger sótartalma szabályozza). A felmelegedés oka pedig a széndioxid tartalom és a napfolt tevékenység:
A nagy óceáni szállítószalag, a termohalin áramlási rendszer, az európai része az AMOC
A grönlandi olvadékvíz csökkenti az AMOC intenzitását, ha sok jön belőle. Nem kell hirtelen jönnie, a mennyisége és az időtartama döntő jelentőségű lesz. Az AMOC-nak lehet egy kritikus fordulópontja, amikor az édesvíz (olvadékvíz, eső) mennyisége átlép egy szintet, az áramlás lelassul vagy leállhat. A lassú, de folyamatos olvadás képes annyira felhígítani a felszíni sós vizet, hogy az ne tudjon lesüllyedni. A kutatások szerint a szél által hajtott komponens is van, ami az AMOC jelenlegi erejének nagyjából a 20%-át jelenti.
Ma -a rendelkezésre álló adatok alapján- a tengeri jég és a gleccserek olvadása a földfelszíni rendszerben felhalmozódó többlethő körülbelül 7%-át használja fel, késleltetve a légkör és az óceánok további melegedését. A késleltetés a látens hő elnyelésén alapul, a jég olvadása energiát von el (olvadási hő) a környezetéből anélkül, hogy a hőmérséklete emelkedne.
A sokéves (perenniális) jég olvadásának a végén járunk: már az a kérdés, hogy évente mennyi jég fagy meg? Az északi tengeri jég kiterjedése km2 -ben évtizedenként átlagosan 12,6%-kal csökket a nyári minimum (szept.) idején, ami a sok éves jég elolvadásának a hatása, mára stabilizálódott. A jégolvadás két fő módon lassítja a globális felmelegedést, ami globálisan 1.5 fok, Európában 2.5 fok: a hőelnyelés: a többletenergia 93%-át az óceánok nyelik el, míg a maradék jelentős részét, 7%-ot a jégtakarók és gleccserek olvadása köti le. A másik az albedó-hatás (visszaverő képesség): a fehér jégfelszín a napsugárzás hóval fedve 90%-át is visszaveri az űrbe. Ha a jég elolvad, a sötétebb óceán a sugárzás több mint 90%-át elnyeli, ami tovább gyorsítja a felmelegedést (ami pozitív egy visszacsatolás).
Az elmúlt évtizedekben az Északi-sarkvidék hűtő hatása körülbelül a negyedével (25%) csökkent, a jégterület kiterjedésének zsugorodása miatt. A sokéves jég pusztulása: míg 1985-ben a sarkvidéki jégtakaró 33%-át alkotta 4 évnél idősebb, vastag jég, és 2020-ra ez az arány 4,4%-ra esett vissza. Jó hír, hogy a NSIDC jelentése szerint az Északi-jeges-tengert borító jégtakaró kiterjedése idén március 15-én érte el téli maximumát, és 14,29 millió négyzetkilométert borított jég, ami cask egy kissé marad el a tavalyi, 14,31 millió négyzetkilométeres értéktől. A két érték kb. azonos az 1981-2010 közötti áltlaggal.
A Dánia vízesés hozama
A Dánia vízesés, a világ legnagyobb víz alatti vízesés: a tenger alatt a Dánia-szorosban (Grönland és Izland között). Itt a hideg, sűrűbb víz lezúdul a mélybe a tengerfenéken, A jelenség lényege, hogy az Északi-sarkvidék felől érkező hideg, sűrűbb víz találkozik az Irminger-tenger melegebb vizével. Mivel a hideg víz nehezebb, a tenger alatti hátság peremén „lezúdul” a mélybe. A folyamat elsősorban az északi területeken (Grönlandtól északra és keletre) zajló lehűlés és sókoncentráció-növekedés következménye. A süllyedés a másik "motorja" az AMOC áramlásnak; ha ez megállna, a rendszer biztosan összeomlik. Mire az áramlat eléri Dél-Grönlandot, ott már a süllyedés utáni mélyvízi szétáramlás és a környező víztömegekkel való keveredés a jellemző.
Az Atlanti-óceán északi vidékén fekszik a Grönland és Izland között húzódó átjáróban az eltérő hőmérsékletű és sótartalmú vízrétegek, továbbá a Föld forgása által keltett Coriolis-erő a nagy mélységek víztömegét állandó mozgásban tartja. A Dánia-szorosban található tenger alatti zuhatag víztömege egy 3500 méter szintkülönbséget átfogó lejtőn áramlik a mélybe. A vízesés körülbelül 2000 méter magas, ami egy nagy mélységű medencében landol, átíveli a lejtő többi részét. A tengeralatti zuhatag csaknem olyan széles, mint a Dánia-szoros; nagyjából 480 kilométer átmérőjű és mintegy 500–600 km hosszúságban ereszkedik alá a mélybe. a lezúduló víz sokkal lassabb sebességgel - 0,5 méter/s – mozog, 5 millió köbméter víz bukik át a vízesés párkányán minden egyes másodpercben. A Dánia-szoros tengeralatti vízesésének lejtőjét a mozgó gleccserek vájták ki az utolsó nagy eljegesedés, a Würm-glaciális idején 17 500 és 11 500 évvel ezelőtt. (https://www.origo.hu/tudomany/2018/04/egyet-mar-most-elore-elarulunk-hogy-ne-a-szarazfoldeken-keresse)
A vízesés átnyúlik az északi-sarkkörön és a grönlandi, a norvég, valamint az izlandi tengeri területek sarki, a Transpolár áramlat vizeit az Irminger-tengerbe vezeti. A Dánia-szorosból kilépő sarkvidéki víztömeg dél felé haladva végighömpölyög az atlanti fenéksíkságon egészen le az Antarktiszig, ahol egyesül az óceáni áramlatok nagy globális kanyarulatával, termohalin keringési rendszerrel. Az északi Grönlandi-tenger felől a Dánia-szoros déli végén lévő Irminger-tenger felé áramló víz sós és hideg.
Áramlatok Izlandnál, a Dánia vízesésnél. A vízesés hozama (kb. 3-5 millió köbméter másodpercenként) addig marad fenn, amíg a sarki régiókban elég hideg van a jelentős mennyiségű tengeri jég képződéséhez és a víz lehűléséhez
A Dánia-szoros (Denmark Strait overflow) alatti tengeri vízesés átlagos vízhozama körülbelül 3,2 – 3,5 millió m³/s (vagyis 3,2 – 3,5 Sverdrup). A mennyiség az Amazonas vízhozamának többszöröse. Az északról délre tartó áramlást a vízrétegek hőmérséklet- és sűrűségkülönbsége hajtja, a vízrétegeket a Coriolis erő is keveri, és az erő a sarkokon a legerősebb, iránya pedig a mozgó test sebességvektorára és a Föld forgástengelyére merőleges. A Kelet-grönlandi-áramlat (EGC) szállítja a sűrű, hideg vizet az Északi-sarkvidék és a Fram-szoros felől a Dánia-szoros küszöbe felé: a vízesés vízmennyiségének nagy részét, mintegy 2,54 Sv-ot a Kelet-grönlandi-áramlat, az EGC áramlat biztosítja.
Észak-izlandi sugáráramlás (NIJ) egy mélytengeri áramlat, amely Izland kontinentális lejtője mentén halad, és hideg, sűrű vizet szállít közvetlenül a szoros küszöbéhez. Hozzájárulása kb. 1,0 Sv. Az Északi-tengerben és a Grönlandi-tengerben lehűlő, nehezebbé váló víztömegek a mélybe süllyednek, és a gravitáció hatására a délebbre fekvő, kevésbé sűrű atlanti vizek alá „buknak” a szoros küszöbén. Más befolyásoló tényezők a szelek és légköri hatások is vannak: a Grönland domborzata által módosított szelek és a szélnyírás szintén befolyásolják a sűrű vizek felhalmozódását és mozgását a szoros északi oldalán. A szoros geometriája miatt a mélyebb rétegekből is „felszívódik” víz (kb. 0,58 Sv), ami tovább növeli az átbukó vízmennyiséget.
Következtetés
A Dánia-"vízesés"-ben ( Denmark Strait overflow) az északi-tengeri medencékben felgyülemlett hideg víz a gravitáció miatt átbukik a Grönland és Skócia közötti tenger alatti hátságokon, ami kiadja az AMOC mélyvízi visszatérő áramlásának nagyjából a kétharmadát (60-70%).
A nyílt tengeri sósvíz süllyedés (konvekció) a Labrador-tengeren és a Grönlandi-tengeren történő közvetlen "függőleges" süllyedés adja a kb. 20%-ot. Ha a víz nem válik elég sűrűvé a felszínen (például a sok édesvíz miatt), a nyílt tengeri süllyedés leállhat, de a Dánia-"vízesés" még működhet a medencékben már meglévő hidegvíz és a szélhajtás miatt: ez az oka annak, hogy az AMOC várt leállása lassan következik be. (A felmelegedés a széljárás hatását alig befolyásolja.)
Így a fontos kérdés az, hogy az évente megfagyó jégmennyiség meddig biztosítja a Dánia-"vízesés" hozamát?
A Fram-szoros felől érkező Transpoláris Áramlat meghatározó lesz, függ az évente megfagyó jégmennyiségtől
(A kép forrása: Evidence for extreme export of Arctic sea ice leading the abrupt onset of the Little Ice Age, September 2020 Science Advances 6(38))
A Transzpoláris Áramlat (Transpolar Drift Stream) a Jeges-tenger egyik meghatározó felszíni tengeráramlata, amely Szibéria partjaitól (a Laptyev- és a Kelet-szibériai-tengertől) indulva a vágig a Fram-szorosig halad az Északi-sarkon keresztül. Az áramlat a sarkvidéki jég és az édesvíz legfőbb "szállítószalagja". A szibériai folyókból származó vizet, hordalékot, tápanyagokat, sőt még a mikroműanyagokat és szennyezőanyagokat is átjuttatja a központi sarkvidéken keresztül az Atlanti-óceán északi részébe. Az áramlat sebességét és irányát az atmoszférikus viszonyok, főként az Arktikus Oszcilláció (AO, alacsony nyomású, pozitív fázisban erős sarki örvény, jet stream, polar vortex, ami akadályozza a hideg levegő déli áramlását, míg negatív fázisban a gyengülő örvény utat enged a durva, tartós hidegbetöréseknek.) befolyásolják. Az utóbbi évtizedekben megfigyelték az áramlás gyorsulását, ami miatt a jég és a benne lévő anyagok kevesebb mint két év alatt megteszik a korábban négy évig tartó utat. Az áramlat szabályozza a sarkvidéki sótartalmat és hőmérséklet-eloszlást, érvényes, hogy a Coriolis erő erős, és az iránya a mozgó test sebességvektorára és a Föld forgástengelyére merőleges: 1 m3 vízre ható erő 0.0146 N, ha 0.1m/s sebességű az áramlás. Az áramlat az északi-sarki vízkeringés két fő rendszerének egyike; a másik a Beaufort-örvény, amely a jég egy részét csapdába ejti és körforgásban tartja.
Az Atlanti Meridionális Áramlási Rendszer (AMOC) összeomlása éghajlatváltozást jelentene, amely gyorsan lehűtené Európát. Észak- és Északnyugat-Európában a lehűlés mértéke talán elérheti a 3 °C-ot tízévente. Európa nagy részén az átlaghőmérséklet évtizedenként kb. 1 °C-ot csökkenne. Összehasonlításképpen: a jelenlegi felmelegedés üteme kb. 0,4 - 0.5 °C évtizedenként Európában. Hosszabb távon (kb. egy évszázad alatt) Észak-Európában az átlagos téli hőmérséklet 10 °C-kal is zuhanhatna. A hőmérséklet-ingadozások erősödnének.