Als oceanen in het nieuws zijn, dan gaat het de laatste tijd vooral over AMOC, afkorting voor Atlantic meridional overturning circulation. De vertaling maakt het niet beter, zegt Caroline Katsman: de Atlantische meridionale omwentelingscirculatie. ‘Het is een zeestroom die van de evenaar naar het noorden stroomt, en op een paar kilometer diepte weer terugstroomt, dat is de omwenteling. Maar je moet niet denken aan één brede stroming, een soort snelweg op het water, maar het zijn allemaal kleinere bewegingen in het water. Water warmt bijvoorbeeld op in de Golf van Mexico, wordt door de wind naar ons in het noorden gestuwd. Daar koelt het af, zinkt naar de diepzee, hoe dat precies werkt is nog een groot raadsel, en gaat als een koude stroming op grote diepte weer terug naar het zuiden.’ De invloed van die zeestromen verklaart voor een groot deel het relatief milde klimaat in Europa, vergeleken met plekken op dezelfde breedtegraad zoals op het Amerikaanse continent.
Waar is het kantelpunt?
Caroline Katsman is hoogleraar Oceanen en Klimaat aan de Technische Universiteit Delft. Haar onderzoek richt zich op grootschalige oceaancirculatie en de gevolgen voor het klimaat. Want die grote oceaanstromingen veranderen, vertelt Caroline. Op zich geen nieuws, het is al sinds de jaren zestig theoretisch afgeleid dat de stromingen verzwakken als het klimaat opwarmt. Het krachtenspel tussen het outgehalte en de temperatuur van het water speelt daarbij een rol. Samen bepalen ze het soortelijk gewicht van het water, en verschillen in soortelijk gewicht creëren op hun beurt drukverschillen die het zeewater in beweging brengen. Bij de evenaar is het zeewater warm, en bij de polen koud. Koud water is zwaarder, warm water is lichter, en daarom zinkt nu het zeewater bij de polen.
Maar zouteffecten werken daar tegenin. Rondom de evenaar verzilt zeewater door verdamping, door neerslag rondom de polen is het daar relatief zoet. Zout water is zwaarder, zoet water is lichter dus de zoutverschillen creëren een drukverschil in de omgekeerde richting. Op dit moment wint het temperatuur effect het van het zout, waardoor de AMOC stroomt zoals ‘ie nu stroomt, maar als de temperatuur wereldwijd verandert, kan die balans ook veranderen en kan de stroming stilvallen of zelf omdraaien. ‘Waar dat kantelpunt precies ligt, weten we niet. Maar we zien wel dat de oceaan opwarmt in respons op een warmere atmosfeer. Dat gaat sneller aan de polen dan aan de evenaar, dus het temperatuurverschil tussen polen en evenaar wordt kleiner. Bovendien hebben we meer smeltwater van zee-ijs en poolkappen op de polen, waardoor het zoutverschil groter wordt. We gaan dus richting dat kantelpunt, dat is zeker.’
Niet zo mooi
Dat zou ervoor zorgen dat de temperatuur hier in West-Europa daalt of in elk geval langzamer stijgt. ‘Het beïnvloedt de seizoenen en het weersysteem, zoals wolken en hoge- en lagedrukgebieden,’ legt Caroline uit. ‘Je zou dat positief kunnen zien, een tegenkracht tegen de opwarming van de aarde. Maar zo mooi is het niet. Het is een herverdeling van de temperaturen op aarde. Koelt het hier af, dan wordt het ergens anders warmer gemiddeld over het jaar. Ook seizoensvariaties in regen en temperatuur in het Amazonegebied veranderen dan totaal, bijvoorbeeld Daar zou het dan niet meer in september het warmst zijn, maar in maart. En voor ons betekent het niet dat we een fijne koude winter krijgen, maar totaal ander weer.’
De gevolgen van die verzilting en opwarming van de oceanen en de interactie met klimaatopwarming worden voorspeld door computermodellen. Dat vergt enorm veel rekencapaciteit, vertelt Caroline, waardoor bepaalde voorspellingen maar moeilijk uit te rekenen zijn. ‘Tot tien jaren geleden hadden we zelfs geen continue meetgegevens van de sterkte van deze oceaanstromingen op hoge breedtegraden, bijvoorbeeld tussen Groenland en Canada en tussen Groenland en IJsland. Nu hebben we ze wel, en kunnen we ze vergelijken met wat de klimaatmodellen simuleren voor de huidige tijd. En dat blijkt niet overeen te komen, dus dat geeft te denken over de betrouwbaarheid en de voorspellende waarde van het verloop van de afzwakking van de stroming die de klimaatmodellen geven.’ De terugkoppeling van de gevolgen van veranderingen in deze stromingen voor de CO2-opslag worden bijvoorbeeld nog niet standaard meegenomen in de klimaatmodellen, terwijl de oceaan ook een enorm opslag reservoir vormt voor CO2. ‘De stroming van het oppervlak naar dieper in de oceaan neemt niet alleen warmte mee, maar ook CO2. Dat zijn we dan lange tijd kwijt. Als de stroming verzwakt, werkt dat mechanisme niet meer en blijft er meer CO2 in de atmosfeer achter. ’
Rampenfilm
We praten over een kantelpunt, maar wat gebeurt er als we dat kantelpunt voorbij zijn? Kunnen we die veranderingen weer terugdraaien? Ik moet meteen denken aan The Day After Tomorrow, een rampenfilm waarin in een week tijd het klimaat zo verandert, dat de aarde in een ijstijd terecht komt. ‘Zo snel zal dat in het echt niet gaan. En het idee dat er niks aan de hand is, tot je het kantelpunt bereikt, klopt niet. Zelfs optimistische klimaatmodellen voorspellen dat de stromingen verzwakken met minimaal dertig procent aan het einde van deze eeuw. Wat het precies voor de Nederlandse omstandigheden doet, is moeilijk te voorspellen. Als de AMOC verzwakt, zal de zeespiegel bij ons stijgen en bij Afrika en Zuid-Amerika juist dalen.’
De essentie blijft: er is nog maar weinig bekend over de gevolgen. Klimaatmodellen zijn onvolledig, langdurige metingen ontbreken en zijn te duur en de kennis ontbreekt om in te grijpen. ‘Klimaatmodellen moeten we testen op de huidige toestand, en dan gebruiken we ze voor een andere toestand: de toekomst. Die waarheid komt vanzelf. We moeten naar de onderliggende fysica om vertrouwen te hebben dat we de juiste voorspellingen kunnen doen.’
Luister naar de podcast: Het mysterie van de diepzee
Foto: Fluid Imagery (Unsplash)
