Snelheid klimaatverandering beïnvloedt stabiliteit van de AMOC

Klimaatwetenschappers laten al jaren zien dat de Atlantische Meridionale Omwentelingscirculatie (AMOC) kan stilvallen als de aarde teveel opwarmt. Volgens nieuw onderzoek van de Universiteit Utrecht is dat beeld niet helemaal volledig: het tempo van de opwarming speelt namelijk ook een belangrijke rol in het behouden van de stabiliteit van de AMOC. De studie verscheen in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Climate Change.

De Atlantische Meridionale Omwentelingscirculatie, of AMOC, is een systeem van oceaanstromingen dat warm water vanuit de tropen naar het noorden van Europa transporteert. De stroming speelt een grote rol in het verdelen van warmte over de aarde, en zorgt er onder andere voor dat het klimaat in West-Europa relatief mild is.

Wetenschappers vermoeden al langer dat deze ‘warmtemotor’ van de Atlantische Oceaan kan kantelen. Dat betekent dat de stroming binnen enkele decennia zou kunnen omslaan van de huidige, krachtige staat naar een veel zwakkere staat. Zo’n kantelpunt kan worden geactiveerd door invloeden van buitenaf, zoals een toenemende hoeveelheid smeltwater vanuit poolgebieden of opwarming van de aarde.

Temperatuurgrens

Tot nu toe werd gedacht dat de AMOC bij een temperatuurstijging van zo’n +4 °C zou kantelen en stilvallen. Onderzoekers van het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht (IMAU) laten nu zien dat er meer meespeelt dan alleen een temperatuurgrens. “Volgens onze resultaten is er niet per se een vaste temperatuur waarbij de AMOC onvermijdelijk instort," zegt hoofdauteur René van Westen. “De stabiliteit van de stroming hangt namelijk ook af van de snelheid waarmee het klimaat verandert.”

Volgens onze resultaten is er niet per se een vaste temperatuur waarbij de AMOC instort. De stabiliteit van de stroming hangt namelijk ook af van de snelheid waarmee het klimaat verandert.

Trage en snelle opwarming

Om te onderzoeken hoe de snelheid van klimaatverandering samenhangt met de sterkte van de AMOC, lieten Van Westen en zijn collega's een klimaatmodel meerdere keren draaien. In dat klimaatmodel simuleerden ze een geleidelijk toenemende hoeveelheid CO₂ in de atmosfeer, maar met twee verschillende snelheden. In de ene simulatie steeg de CO₂-concentratie traag (0,5 ppm per jaar), in de andere vijf keer zo snel (2,5 ppm per jaar), wat vergelijkbaar is met het huidige tempo.

In de simulatie met de trage opwarming bleef de AMOC stabiel tot ver voorbij de +4 °C, en zelfs tot +5 °C graden opwarming ging de stroming niet onderuit. Bij de snelle opwarming stortte de AMOC al in bij ongeveer +2 °C. “We onderzochten expres een scenario dat veel trager is dan wat we nu meemaken,” legt coauteur Reyk Börner uit. “Op die manier konden we isoleren wat het effect is van alléén de snelheid van opwarming, los van hoe warm het uiteindelijk wordt.”

Veerkrachtig

De verklaring van de resultaten zit in de manier waarop de oceaan zich kan aanpassen aan verandering. “Bij trage opwarming heeft de hele oceaan, van het oppervlaktewater tot aan de diepste delen ervan, tijd om zich geleidelijk te schikken naar een nieuwe situatie,” zegt coauteur en hoogleraar Dynamische Oceanografie Henk Dijkstra. “Bij snellere opwarming lukt het de oceaan niet om de veranderingen zo snel bij te benen.”

Bij trage opwarming heeft de hele oceaan tijd om zich geleidelijk te herschikken. Bij snellere opwarming lukt het de oceaan niet om de veranderingen zo snel bij te benen.

Uit de bocht vliegen

Volgens de onderzoekers ligt de kritieke opwarmingssnelheid rond de 0,3 °C per tien jaar, en daar zitten we nu al dichtbij. Van Westen vergelijkt het met rijden in een auto: “Als je in een auto zit en richting een muur rijdt, is het wel zo slim om een bocht te maken. Dan moet je afremmen, want anders vlieg je uit de bocht. Wat de opwarming van de aarde betreft, trapt de wereld op dit moment nog altijd hard op het gaspedaal.” 

Klimaatbeleid

Hoe langzamer de opwarming, hoe meer tijd de Atlantische Oceaan heeft om zich aan te passen, en hoe kleiner de kans op een AMOC-kantelpunt op korte termijn, dus. Die informatie heeft ook gevolgen voor hoe we kijken naar klimaatbeleid. Veel huidig beleid, waaronder het Klimaatakkoord van Parijs, is gericht op beperking van de uiteindelijke opwarming. Daarbij wordt soms uitgegaan van zogeheten overshoot-scenario’s, wat betekent dat we het tijdelijk verder laten opwarmen dan die grens, in de veronderstelling dat je met toekomstige technologie de temperatuur daarna weer kunt laten dalen.

Volgens Van Westen is dat riskant. “Een kantelpunt als het stilvallen van de AMOC kan al tijdens zo'n tijdelijke overshoot worden geactiveerd, en is dan niet zomaar terug te draaien. Het is vergelijkbaar met koraalriffen die na afsterven door oceaanopwarming niet meer terugkomen, ook niet als de temperatuur later weer daalt.” Als klimaatbeleid alleen focust op de uiteindelijke opwarmingspiek, kan het dus al te laat zijn. Volgens de onderzoekers verdient daarom ook emissiereductie, met als doel het inperken van de snelheid van opwarming van de aarde, een eigen plek op de beleidsagenda.