Een koude vlek en een vertragende stroming: wat is er aan de hand in de noordelijke Atlantische Oceaan?

201501-201512

Jaargemiddelde temperatuuranomalieën voor 2015 (t.o.v. het gemiddelde van de 20e eeuw) volgens NOAA

In Reykjavik vond eerder deze maand de Arctic Circle Assembly plaats, een jaarlijkse conferentie over allerlei zaken die te maken hebben met het noordpoolgebied. Een van de onderwerpen die hier werden besproken was een opvallend verschijnsel in de Atlantische Oceaan: een plek ten zuiden van Groenland die afkoelt, terwijl de rest van de wereld warmer wordt. Terwijl 2015 wereldwijd een nieuw warmterecord vestigde, was het oceaanoppervlak hier recordkoud. De afkoeling in dit gebied is al jaren aan de gang – Rahmstorf et al. constateerden vorig jaar een dalende trend in de temperatuur over een periode van meer dan een eeuw – en die koelte duurt ook nu nog voort, zoals bijvoorbeeld te zien is bij Nullschool. (Een excuus om nog eens de aandacht op die prachtige site te vestigen is altijd welkom). Op RealClimate geeft Stefan Rahmstorf een uitgebreide toelichting op dit fenomeen. Hieronder volgt een samenvatting van de hoofdpunten.

fig1a_new-600x393

Temperatuurtrend over de periode 1901 – 2013 volgens gegevens van NASA. Bron: Rahmstorf et al. 2015

De oorzaken

De oceaan kan op een bepaalde plaats afkoelen door een verandering in de warmteuitwisseling via het oppervlak (door verdamping, convectie of straling), of door een verandering in het warmtetransport in de oceaan zelf. Warmteuitwisseling via het oppervlak zorgt voor temperatuurschommelingen op korte termijn, maar kan de langetermijntrend niet verklaren. Een meer voor de hand liggende verklaring is een vertraging van de oceaanstroming, bekend als de Golfstroom: die transporteert immers warmte vanaf de tropen naar het noordpoolgebied. De Golfstroom wordt deels aangedreven door de wind en deels door de zwaartekracht: verschillen in temperatuur en zoutgehalte zorgen voor verschillen in dichtheid van het oceaanwater, waardoor dit op sommige plekken naar de bodem zinkt en op andere plekken weer naar boven komt. Deze component van de oceaanstroming wordt thermohaliene circulatie genoemd en het Atlantische deel heet AMOC (Atlantic meridional overturning circulation). De noordelijke Atlantische Oceaan is een van de plekken op aarde waar zwaar, koud en (relatief) zout water vanaf het oceaanoppervlak naar de diepte zakt.

rahmstorf15

Schattingen van de sterkte van de thermohaliene circulatie in de Atlantische Oceaan (AMOC) op basis van temperatuurverschillen (de blauwe en rode curve) en eigenschappen van het koraal in de Golf van Maine (de groene curve). Bron: Rahmstorf et al. 2015

Metingen van de sterkte van de AMOC zijn er pas sinds 2004. Om verder terug te gaan in de tijd zijn er de afgelopen jaren schattingen gemaakt aan de hand van temperatuurverschillen en van eigenschappen van het koraal in de Golf van Maine. Volgens die schattingen zitten er schommelingen in de circulatie over periodes van een tot enkele decennia, en is er daarnaast sprake van een dalende trend sinds het midden van de vorige eeuw. Door de combinatie van beide is de AMOC op het moment zwak; misschien wel zwakker dan in eeuwen het geval is geweest.

rahmstorf_2015_3brc

Schatting van de sterkte van de AMOC op basis van temperatuurverschillen uit paleoklimatologische reconstructies. Bron: Rahmstorf et al. 2015

Schommelingen komen overal in het klimaatsysteem voor, dus is het niet verbazingwekkend dat de AMOC niet helemaal constant is. De dalende trend lijkt minder gewoon; de vraag is of daar een verklaring voor is. Modelsimulaties van de gevolgen van het versterkte broeikaseffect stemmen overeen met de waarnemingen: ze laten zowel een afzwakking van de AMOC als afkoeling van de oceaan ten zuiden van Groenland zien. De bekendste en misschien ook wel meest voor de hand liggende verklaring hiervoor is te vinden in het smelten van ijs op Groenland. Als er meer zoet smeltwater naar de oceaan stroomt, daalt daar het zoutgehalte en daarmee het soortelijk gewicht. Het water zakt dan minder snel naar de bodem, wat de circulatie af kan remmen. Maar uit onderzoek blijkt dat dit niet de enige factor is; vooralsnog zijn er zelfs geen aanwijzingen dat het de hoofdoorzaak is. Er lijkt een complex aan factoren mee te spelen en de wetenschap is nog druk bezig dat te ontrafelen.

De mogelijke gevolgen

Een andere verdeling van temperaturen van het oceaanoppervlak kan een behoorlijke invloed hebben op atmosferische druk- en stromingspatronen. En daarmee op het weer, bijvoorbeeld in West-Europa. Het onderzoek naar deze effecten is de afgelopen jaren op gang gekomen. Er is onder meer geopperd dat een verzwakte AMOC zou kunnen leiden tot meer stormen in Groot-Brittannië en delen van Europa en dat veranderingen in de atmosferische circulatie bij zouden kunnen dragen aan het ontstaan van hittegolven in Europa. Het kan nog jaren of zelfs decennia duren voordat er voldoende waarnemingen zijn om deze vermoedens te bevestigen of te weerleggen.

Het worst case scenario is het volledig stilvallen van de thermohaliene circulatie. Dit scenario werd in de jaren ‘80 van de vorige eeuw al geopperd als mogelijk gevolg van opwarming van het klimaat. Het vormde ook de basis van de over-de-top rampenfilm The Day After Tomorrow en van een hilarische parodie van South Park: Two Days Before The Day After Tomorrow. Dat het stilvallen van de AMOC een belangrijk kantelpunt is in het klimaatsysteem wordt algemeen aangenomen in de klimaatwetenschappelijke wereld. Sommige wetenschappers vragen zich af of dat kantelpunt dichterbij ligt dan tot dusver werd gedacht. Ontwikkelingen in de komende jaren, in het wetenschappelijk onderzoek en in de oceaan zelf, zullen uit moeten wijzen of men de invloed van klimaatverandering op de oceaancirculatie heeft onderschat.

De presentatie van Stefan Rahmstorf hieronder gaat dieper op de materie in en is een goede aanvulling op het stuk op RealClimate, waar ik eerder al naar verwees.

45 Reacties op “Een koude vlek en een vertragende stroming: wat is er aan de hand in de noordelijke Atlantische Oceaan?

  1. Het lijkt Asterix wel. Heel de Oceaan warmt op. Heel de oceaan? Nee, een klein plekje biedt dapper weerstand tegen de krachten van de antropogene globale opwarming. Een prachtige animatie trouwens.

  2. Hans,
    ik begrijp uit de lezing van Stefan Rahmstorf en zijn stuk op RealClimate dat die koude plek dit jaar record-koud (ondanks een record warm jaar wereldwijd) was vanwege lokale omstandigheden.

    Ik begrijp iets anders niet:
    “De bekendste en misschien ook wel meest voor de hand liggende verklaring hiervoor [afzwakking AMOC en toenemend kouder worden van de koude plek] is te vinden in het smelten van ijs op Groenland. Als er meer zoet smeltwater naar de oceaan stroomt, daalt daar het zoutgehalte en daarmee het soortelijk gewicht. Het water zakt dan minder snel naar de bodem, wat de circulatie af kan remmen.”

    Je zou zeggen dat minder snel afzakken van het ‘lichtere’ oppervlaktewater gecompenseerd wordt door de lagere temperatuur die het vanwege het langere verblijf op die plek krijgt.
    Los daarvan, een vraag over de stratificatie van de Golfstroom. Over welke dieptes gaat beweegt de stroom zich?

  3. Hoi Goff,

    Je zou zeggen dat minder snel afzakken van het ‘lichtere’ oppervlaktewater gecompenseerd wordt door de lagere temperatuur

    Simpel gezegd ‘wint’ het effect van het lage zoutgehalte (geringere dichtheid) het dan van de lage temperatuur (grotere dichtheid).

    Bij temperaturen rond de 4 °C (de ‘temperature of maximum density’) maakt de temperatuur namelijk relatief weinig verschil voor de dichtheid van zeewater. Het zoutgehalte des te meer. Een goede uitleg staat hier:

    https://scienceofdoom.com/2010/02/13/predictability-with-a-pinch-of-salt-please-part-one/

    met name onder het kopje: ‘Temperature… and Salt’.

  4. Hans Custers

    Goff,

    Ik zou het zo zeggen: de plek is koud vanwege natuurlijke variabiliteit en recordkoud vanwege de combinatie van die natuurlijke variabiliteit en de langetermijntrend.

    Ik waag me voorlopig niet aan een antwoord op je laatste vraag…

  5. Goff,

    De ‘warme’, noordwaartse Golfstroom kan bij Florida (waar het water opwarmt) tot wel 1500 meter diep zijn. Het betreft daar de bovenste 0 – 1500 meter maar over een heel ‘smal’ gebied.

    Naarmate de Golfstroom de Atlantische oceaan oversteekt wordt ze echter veel breder, langzamer en minder diep. Het noordelijke deel van de ‘North Atlantic Drift’ is niet diep (0 – 200 meter, meen ik):

    The Florida Current is fast, deep, and narrow, but after passing Cape Hatteras the Gulf Stream becomes less effective at depth and develops a series of large meanders which form, detach, and re-form in a complicated manner. After passing the Grand Banks (off Newfoundland), the flow forms the diffuse, shallow, broad slow-moving North Atlantic Drift.

    Within the Gulf of Mexico, the Gulf Stream is very narrow, only 50 miles wide, and travels very fast at 3 mph, carrying water at about 25°C. The North Atlantic Drift widens considerably to several hundred miles, slows to less than 1 mph and splits into several sub-currents.

    http://www.weatheronline.co.uk/reports/wxfacts/North-Atlantic-Drift-Gulf-Stream.htm

    Naarmate de warme Golfstroom noordwaarts stroomt verdampt er (warm) water, stijgt daardoor het zoutgehalte en koelt het water ook af, wat de dichtheid eveneens doet toenemen.

    Tussen Groenland en IJsland zinkt het de diepte in (naar 1500 á 2000 meter of dieper) en stroomt het koude water langzaam weer terug, langs de oceaanbodem, naar het zuiden. Dit is NADW (North Atlantic Deep Water), de ‘return current’ van de thermohaliene circulatie, blauw aangegeven in de meeste plaatjes.

  6. Hans, Bob
    ik snap het.

    Een andere vraag die nu opkomt is of er nog andere plekken dan het traject tussen Groenland en IJsland verdacht worden van de lopende band vertraging. Het blogstuk geeft de cliff hanger dat

    “…uit onderzoek blijkt dat dit niet de enige factor is; vooralsnog zijn er zelfs geen aanwijzingen dat het de hoofdoorzaak is.”

    P.s. de vorige post (van Bart) gaat over vertraging in het klimaatsysteem. Deze post gaat over vertraging in een compartiment in dat systeem. Is dat natuurlijk(e) variabiliteit of trend?

  7. Hi Goff,

    De verschillende lange-termijn proxies die Stefan Rahmstorf op een rijtje zet o.a. in dit RealClimate stuk:

    http://www.realclimate.org/index.php/archives/2016/05/amoc-slowdown-connecting-the-dots/

    suggereren wel degelijk dat het hier om een structurele trend gaat. De proxies laten zien dat de AMOC tussen ca. 400 AD en 1850 AD betrekkelijk constant zou zijn geweest, en dat sinds 1850 deze — eerst geleidelijk, daarna sneller — vertraagd is:

    Het ligt voor de hand dat er ook korte-termijn variabiliteit bovenop de lange-termijn trend bestaat. Omdat het om een betrekkelijk klein gebied gaat bij Zuid-Groenland kunnen de lokale schommelingen relatief veel invloed hebben op de ‘transportband’ (zoals in 2015).

    Een publicatie van Böning dit jaar suggereert dat de smelt van Groenlandse gletsjers – tot nu toe – nog onvoldoende zou zijn om een vertraging van de AMOC te verklaren. Dit is beschreven in een uitstekend leesbaar artikel in de Washington Post:

    https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2016/06/20/a-huge-science-debate-is-brewing-over-whether-weve-messed-up-the-atlantic-oceans-circulation/

    Alleen berust de studie van Böning geheel en al op klimaatmodellen (simulaties van de stroming in de Atlantische oceaan). Als iemand zich daarop zou willen beroepen, dan erkent hij of zij dus het primaat van dergelijke simulaties.🙂 Het lijkt me nog steeds een open vraag of de AMOC nu al vertraagt specifiek door het verlies aan Groenlands’ gletsjerijs, maar dát die vertraagt lijkt wel tamelijk zeker.

  8. Inderdaad een intrigerend verschijnsel, die ‘cold blob’ in relatie tot de sterkte van de AMOC. Wellicht is het interessant te vermelden dat een redelijk recent (juni 2016) onderzoek, gepubliceerd in Geophysical Research Letters, een afwijkende verklaring voor dit verschijnsel geeft en het verhaal van Rahmstorf deels op losse schroeven zet.

    https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2016/06/30/the-mysterious-cold-blob-in-the-north-atlantic-is-starting-to-give-up-its-secrets/?utm_term=.295e0145217a

    http://www.o-snap.org/new-research-published-by-de-jong-and-de-steur/

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2016GL069596/full

    Een relatie tussen smeltwater(pulses) en de intensiteit van de AMOC is voor mij plausibel. Maar ik vraag me af of deze recente publicatie aan de orde is geweest tijdens de recente bijeenkomst in Reykjavik. Zo op het eerste gezicht ,maakt Rahmstorf er geen expliciete melding van in zijn stukje op RealClimate.

  9. Beste Bert Amesz,

    De studie van het NIOZ die je aanhaalt:

    https://www.nioz.nl/nieuws-detail/nieuw-record-in-menging-van-oppervlakte-en-diepzee-water-in-de-irmingerzee-met-belangrijke-gevolgen-voor-de-circulatie-in-de-noo

    heeft specifiek betrekking op het winterseizoen van 2014/2015. Het verandert niets aan de lange-termijn trends die men ziet met betrekking tot de sterkte van de AMOC. Uit de studie van Dr. Femke de Jong en Dr. Laura de Steur (NIOZ):

    Here we show that strong atmospheric forcing in the winter of 2014–2015, associated with a high North Atlantic Oscillation (NAO) index, produced record mixed layer depths in the Irminger Sea. Local mixing removed the stratification of the upper 1400 m and ventilated the basin to middepths resembling a state similar to the mid-1990s when a positive NAO also prevailed.

    Het stuk in de Washington Post gaat over de publicatie van de Jong & de Steur. Hun data loopt vanaf 2003 en betreft één locatie. Het kan dan ook moeilijk verklaren waardoor verschillende proxies van andere locaties langs de Golfstroom dan wél een vertraging laten zien. Het is zeker een indrukwekkende studie.

  10. NIOS persbericht:
    “Een door anderen geponeerde vermindering van de vorming van Noord-Atlantisch diepwater door verzoeting van de oppervlaktelaag onder invloed van het afsmelten van de Groenlandse IJskap speelt dus nog geen belangrijke rol”

    OSNAP press release:
    “This rejects a hypothesis that posed that increased meltwater from Greenland weakened deep water formation and caused the cold blob”

    Bob, het gaat er mij niet om wie er gelijk heeft; mijn vraag was waarom Rahmstorf deze recente studie niet heeft vermeld.

  11. Beste Bert Amesz,

    Nou, mede omdat deze recente studie van 29 juni 2016 is.

    Het besproken blogstuk is van 19 mei. Zelfs Rahmstorf heeft geen tijdmachine.

  12. “Het besproken blogstuk is van 19 mei. Zelfs Rahmstorf heeft geen tijdmachine”

    Dat geloof ik graag, daarom verwees ik naar zijn latere stukje n.a.v. ‘Reykjavik’ d.d. 14 oktober 2016 waar Hans in zijn blogpost naar linkte:

    http://www.realclimate.org/index.php/archives/2016/10/q-a-about-the-gulf-stream-system-slowdown-and-the-atlantic-cold-blob/

    Rahmstorf had dus een dikke 3 maanden de tijd om het OSNAP/NIOZ-onderzoek tot zich te nemen en daar een reactie op te geven.

  13. Dat geloof ik graag, daarom verwees ik naar zijn latere stukje n.a.v. ‘Reykjavik’ d.d. 14 oktober 2016

    Dat blogstuk gaat specifiek over de conferentie op Reykjavik, de Arctic Circle Assembly en over de lezing die Rahmstorf in IJsland al in mei dit jaar gegeven heeft:

    Rahmstorf had dus een dikke 3 maanden de tijd om het OSNAP/NIOZ-onderzoek tot zich te nemen en daar een reactie op te geven.

    Rahmstorf heeft al meteen op 30 juni een reactie gegeven, een dag na het verschijnen van het persbericht van NIOZ. Zie het Washington Post artikel dat jij aanhaalt:

    They are looking at short-term variability while we are looking at climatic trends; the mechanisms behind those are very different,” said Rahmstorf by email, in commenting on the new study.

    Rahmstorf further argued that measuring ocean convection in a localized way is not necessarily enough to determine what is happening with the larger Atlantic overturning circulation. “Convection is a highly stochastic, weather-driven process,” he continued. “The linkage between local convection and the AMOC is complex and long-term; the most simple way to phrase this is that the AMOC responds like a long-term integrator of the convection events of the previous decades.

  14. Hans Custers

    Bert Amesz,

    Het stuk van Rahmstorf gaat nadrukkelijk en (voor wie het wil snappen) overduidelijk niet over de variatie op korte termijn, maar over de onderliggende trend. Hij geeft wel duidelijk aan dat schommelingen op korte termijn een aanzienlijke rol spelen in de recordkou van vorig jaar. Maar het is niet het onderwerp van dit stuk, dus gaat hij daar niet in detail op in. Volstrekt begrijpelijk, zijn stuk is zo al lang genoeg.

    En wat je hier nou weer mee wil? ““This rejects a hypothesis that posed that increased meltwater from Greenland weakened deep water formation and caused the cold blob”

    Want wat schrijft Rahmstorf zelf: ““In our paper, we argued that the meltwater input from the Greenland ice sheet could play a so far neglected role (but not the main role, as some have misunderstood).”

    Hij beweert dus helemaal nergens dat smeltwater de oorzaak is van de koude blob.

    Het is weer het bekende Amesz-liedje: spijkers op laag water en slordige interpretaties van andermans worden.

  15. OFF TOPIC hierboven. Ophouden s.v.p..

  16. Bob, Hans,
    dank voor jullie antwoorden op mijn vorige vragen en die een paar nieuwe vragen hebben opgeroepen. AMOC is een deeltraject van de globale oceaanwarmtetransportband [dat zijn veel punten bij het bordspel Scrabble!].

    Is er iets bekend over het evt. effect van de AMOC-vertraging op andere trajecten in de globale transportband? En: zijn er andere deeltrajecten behalve de AMOC waar vertraging of misschien versnelling is geconstateerd of wordt vermoed?

  17. Hi Goff,

    Directe metingen van het aantal miljoen kuub water dat er per seconde (1 miljoen m3/seconde = 1 Sverdrup) door de Golfstroom getransporteerd wordt, zijn schaars. Ze beslaan een kortere periode dan de temperaturen en proxies waar Rahmstorf op wijst.

    Sinds 2004 is er de RAPID array:

    http://noc.ac.uk/science-technology/climate-sea-level/rapid-watch

    en die laat zien dat de ‘transportband’ op korte tijdschalen veel meer fluctueert dan men voorheen gedacht had: “The results so far have been surprising, and refute the view of the ocean conveyor belt as being in a relatively steady state. In the first year of measurements alone, the transport ranged from 4.0 to 34.9 Sv …

    De onderzoekers van RAPID hebben er vorig jaar dit fascinerende artikel in Science over gepubliceerd: Srokosz et al 2015 – Observing the Atlantic Meridional Overturning Circulation yields a decade of inevitable surprises

    Hun waarnemingen lijken een vertraging van de AMOC (niet alleen van de North Atlantic Drift) te ondersteunen:

    Dit is slechts over een korte periode en de variabiliteit is groot. Het IPCC is in AR5 Hfst. 3 voorzichtiger en concludeert:

    There is no evidence for a long-term trend in the AMOC amplitude, based on a decade of continuous observations plus several decades of sparse hydrographic transects, or in the longer records of components of the AMOC such as the Florida Current (since 1965), although there are large interannual fluctuations. Nor is there evidence of a trend in the transports of the ITF (over about 20 years), the ACC (about 30 years sparsely sampled), or between the Atlantic and Nordic Seas (about 20 years). Given the short duration of direct measurements of ocean circulation, we have very low confidence that multi-decadal trends can be separated from decadal variability.

    IPCC AR5 WGI vat het onderzoek samen tot maart 2013. De publicatie van Srokosz et al. is nieuwer, uit 2015, maar de periode met directe waarnemingen is nog steeds heel kort.

  18. Hans Custers

    Goff,

    In aanvulling op Bob: de afbeelding hieronder laat zien waarom dit type onderzoek zich vooral richt op de noordelijke Atlantische Oceaan. Het is een (relatief) klein gebied, dat een cruciale rol speelt bij de “deep water formation”.

    Het ligt wel voor de hand dat eventuele veranderingen in de oceaancirculatie juist in dit gebied het eerst te zien zijn.

    En nog iets over een eerdere reactie waarin je een parallel trok tussen dit stuk en het vorige stuk van Bart. Die is wat ongelukkig, onder meer omdat de traagheid in het stuk van Bart juist geen vertraging is. Er zit in het klimaatsysteem geen vertraging tussen actie (verandering in de stralingsbalans) en reactie (opwarming of afkoeling van het oppervlak). De reactie komt onmiddellijk op gang, de traagheid zit hem in het feit dat het lang duurt totdat het systeem na een verandering weer helemaal in evenwicht is. Het duurt dus lang tot de reactie compleet is, maar er zit geen tijdsvertraging tussen actie en reactie. Het is off-topic, maar ik wilde het toch even noemen, omdat dit een veelvoorkomend misverstand is.

  19. Ik neem aan dat dhr Amesz inmiddels dhr Rahmstorf heeft gemaild om opheldering en dadelijk terugkomt met diens respons.

  20. Directe meting van de Golfstroom (Florida Current, Rapid) is inclusief het transport in de North Atlantic Gyre. De Rapid-metingen op 26ᵒN laten inderdaad een afname zien vanaf 2004 (Srokosz et al).

    Echter, het warmtetransport naar de noordelijke Atlantic en Arctic wordt primair bepaald door de North Atlantic Current, vanaf ongeveer 41ᵒN. Daarin is evenwel geen trend zichtbaar. Evenmin in het zuidwaartse transport (NADW) van de ‘lower limb’ op 16ᵒN.

    Conclusies over afname van de deep convection (en de samenhang met de ‘cold blob’) in de subpolar North Atlantic zijn dus voorbarig. Zegt ook IPCC-AR5.

  21. Beste Bert Amesz,

    Ik wees hierboven al op de conclusie in IPCC AR5 (2013):

    https://klimaatverandering.wordpress.com/2016/10/21/een-koude-vlek-en-een-vertragende-stroming-wat-is-er-aan-de-hand-in-de-noordelijke-atlantische-oceaan/#comment-17699

    Echter, het warmtetransport naar de noordelijke Atlantic en Arctic wordt primair bepaald door de North Atlantic Current

    Goff vroeg naar de “andere trajecten in de globale transportband”. Overigens wordt het transport over 26.5°N ook toegerekend aan de AMOC en niet alleen dat “vanaf ongeveer 41ᵒN”.

    Het kaartje in Figuur 3 van Srokosz et al 2015 geeft een overzicht van het gebied. Het laat ook een combinatie zien van afkoeling in het noordelijke deel van de AMOC, met opwarming in het meer zuidelijke deel (tijdens het 2009–2010 AMOC slowdown event):

  22. Hans Custers

    Bert,

    We hebben je nu een keer of 4, 5 uitgelegd dat Rahmstorf naar de langertermijntrend kijkt, over een periode van ruim een eeuw. En dan kom jij doodleuk weer aanzetten met metingen sinds 2004.

    Misschien moet je toch even de moeite nemen om het blogstuk van Rahmstof eens te lezen. Vanwege passages als “The basic problem is the lack of direct, continuous measurements of the key circulation in the Atlantic, the so-called AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation). Such measurements are only available since 2004 through a series of moorings at 26°N (RAPID project).”

    Of kijk op zijn minst even naar de plaatjes. Figuur 3 (die ik heb overgenomen) maakt in één oogopslag duidelijk dat je een lange periode nodig hebt om de trend te onderscheiden van schommelingen op de tijdschaal van jaren tot decennia.

  23. Hans,

    Tja, de langetermijntrend. Ik heb het artikel van Rahmstorf et al (2015) doorgelezen. Dan blijkt dat de 2e grafiek in jouw blogstuk (‘Schatting van de sterkte van de AMOC etc’) niet meer is dan het van elkaar aftrekken van twee andere grafiekjes: (i) temperatuur gehele noordelijk halfrond (Mann) minus (ii) temperatuur van de subpolar gyre. Het resulterende temperatuurverschil (jouw 2e grafiek dus) wordt vervolgens uitgeroepen als maat voor de sterkte van de AMOC. Lijkt me nogal kort door de bocht. Zeker als je er conclusies aan verbindt als “that the AMOC weakness after 1975 is an unprecedented event in the past millennium” en “further melting of Greenland in the coming decades could contribute to further weakening of the AMOC”.

    Wat verder opvalt is dat de afkoeling in de subpolar gyre reeds plaats vond tussen 1400 en 1600 en sindsdien – afgezien van forse korte schommelingen – vrij stabiel is.

    Kortom: interessante exercitie van Rahmstorf et al, maar een wankele basis voor het trekken van dergelijke vergaande conclusies.

  24. Beste Bert Amesz,

    Het resulterende temperatuurverschil (jouw 2e grafiek dus) wordt vervolgens uitgeroepen als maat voor de sterkte van de AMOC.

    De proxies laten zien dat de ‘cold blob’ iets is dat al vanaf eind 19e eeuw geleidelijk (en over de 20e eeuw steeds sterker) is opgetreden:

    1) het noordelijk halfrond warmt op, en sinds 1975 steeds sneller;
    2) de subpolar gyre warmt daarentegen niet op, koelt eerder iets af.

    Aangezien de warmte-inhoud die per m3 water door de thermohaliene circulatie wordt aangevoerd, sinds eind 19e eeuw aldoor toeneemt maar de subpolar gyre afkoelt, ligt het voor de hand om te concluderen dat minder water (per tijdseenheid) die subpolar gyre bereikt. Ergo: de AMOC vertraagt mogelijkerwijze.

    … afgezien van forse korte schommelingen – vrij stabiel is

    Nee, dat is niet de watertoevoer naar de subpolar gyre. Het is de temperatuur van de subpolar gyre. Als die temperatuur “vrij stabiel” is terwijl de rest van het noordelijk halfrond, inclusief de thermohaliene circulatie, snel opwarmt, dan ligt het voor de hand dat minder water de gyre bereikt.

    Rahmstorf draagt overigens nog een heleboel meer aanwijzingen aan dan alleen dit temperatuurverschil. Maar het blijft indirect, bij gebrek aan langjarige directe metingen:

    We interpret this as indicative of a large-scale AMOC reduction, as the most plausible explanation for such a rapid change in the interhemispheric temperature difference is the cross-equatorial heat transport of the AMOC (ref. 5).

    De volledige publicatie staat hier:

    https://dl.dropboxusercontent.com/u/108991613/Rahmstorf%20et%20al%202015.pdf

  25. Hans Custers

    Het is duidelijk, Bert: de uitkomst van de analyse van Rahmstorf bevalt je niet en dus moet er hoe dan ook iets mis mee zijn. Ruiterlijk erkennen dat je vorige pogingen de plank misssloegen zit er dan ook niet in; je probeert gewoon weer wat anders. Met nogal suggestieve praatjes, vooral.

    Zo suggereer je dat Rahmstorf grote zekerheid claimt, terwijl het tegendeel het geval is. Je citeert hem bijvoorbeeld zo dat het woord dat de onzekerheid aangeeft net wegvalt: “Using a multi-proxy temperature reconstruction for the AMOC index suggests that the AMOC
    weakness after 1975 is an unprecedented event in the past millennium”.

    Natuurlijk is er nog veel onzeker, maar Rahmstorf maakt daar helemaal geen geheim van.

    Ook suggestief: “Het resulterende temperatuurverschil (jouw 2e grafiek dus) wordt vervolgens uitgeroepen als maat voor de sterkte van de AMOC.” Dit is niet iets dat Rahmstorf zomaar uit zijn duim zuigt, maar het is gebaseerd op eerder wetenschappelijk onderzoek. Dat dat jou “nogal kort door de bocht” lijkt zal zo wezen, maar vooralsnog hecht ik meer waarde aan wetenschappelijke onderzoek dan aan jou volstrekt niet onderbouwde opinie.

    Frappant is ook dat je opnieuw de analyse waar het in dit blogstuk om gaat omzeilt: de trend over ruim een eeuw. Juist die trend wordt bevestigd door andere proxies, door Sherwood et al..

    Mijn eerdere constatering blijft overeind: slordig lezen en spijkers op laag water.

  26. Geert Hauchecorne

    Ik vermoed dat de zout/temperatuur balans veranderd (door meer verdamping?) en hierdoor de convectie naar grotere diepten. Wanneer je de profielen van Argo boeien in de Golfstroom bekijkt, zie je dat het evenwicht op grotere diepte wordt gevonden.
    http://www.argodatamgt.org/Access-to-data/Argo-data-selection

  27. Het zou best kunnen dat de “zout/temperatuur balans” verandert.

    Een van de puzzels zal zijn of het oppervlaktewater in de Irminger Zee zoeter wordt (meer smeltwater van Groenland) of juist zouter (door extra verdamping onderweg daar naar toe). De dissertatie van Dr. Femke de Jong zegt daar e.e.a. over:

    dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/180077/jong.pdf

    Hydrographic variability in the Irminger Sea, en: Hydrographic variability of Denmark Strait Overflow Water near Cape Farewell with multi-decadal to weekly time scales.

    Wat wel opvalt is dat het verloop van salinity en temperatuur over de laatste 4 decennia redelijk overeenkomt met de proxies die Rahmstorf gebruikt. De Jong:

    A multi-decadal variability is seen in the upper 2 km of the Irminger Sea and the nearby Labrador Sea. This variability includes a maximum in temperature and salinity around 1970 followed by a minimum in the late 1980s and early 1990s followed by an increase until present.

    vergeleken met:

  28. Geert Hauchecorne

    & Femke De Jong zit blijkbaar niet stil
    Bij recente metingen werd de lokale convectie in de Irminger zee in beeld gebracht.
    http://www.o-snap.org/new-research-published-by-de-jong-and-de-steur/
    Zie: https://www.youtube.com/watch?v=a-lhCIQjE4c
    Verder zal ook wat vastgesteld is in Beaufort zee een impact hebben
    http://www.whoi.edu/oceanus/feature/signs-of-big-changes-in-the-arctic
    http://www.whoi.edu/oceanus/v2/article/images.do?id=241649

  29. Geert Hauchecorne

    Ik denk dat meerdere fenomenen aan de gang zijn die elkaar versterken
    Interessant is ook om eens te kijken de stromingen op 1000m diepte
    http://www.ifremer.fr/co-argoFloats/float?ptfCode=4901779
    http://www.ifremer.fr/co-argoFloats/float?ptfCode=6901023

  30. Hans,

    “Frappant is ook dat je opnieuw de analyse waar het in dit blogstuk om gaat omzeilt: de trend over ruim een eeuw. Juist die trend wordt bevestigd door andere proxies, door Sherwood et al..”

    Nou, je analyse behelst twee grafiekjes. Mijn vorige commentaar had betrekking op de 2e grafiek (afgelopen millennium). Op je 1e grafiekje (afgelopen eeuw) heb ik niet gereageerd, simpelweg omdat die best wel eens zou kunnen kloppen. Ten eerste omdat die – logischerwijs – aardig in de pas loopt met de AMO:

    Ten tweede omdat de toename van de AMOC (begin jaren ’90) gemeten is door NASA (op 41ᵒN):

    http://www.nasa.gov/topics/earth/features/atlantic20100325.html

    Jouw 1e grafiekje begint bij een hoge AMOC (1920/1930), waardoor de suggestie wordt gewekt dat er sindsdien sprake is van een dalende trend. Maar als je het beginpunt eerder zou leggen – bij 1900 – dan zou de AMOC (net als de AMO) zich op een lager niveau bevinden, wellicht vergelijkbaar met 1990. Gemeten vanaf 1900 zal er dan niet of nauwelijks sprake zijn van een dalende trend.

    De sterke (natuurlijke) toename van de AMOC/AMO tussen circa 1910 en 1940 is overigens een bekend feit: die was mede de oorzaak van de snelle klimaatopwarming op het NH/Arctic in die periode.

  31. Beste Bert Amesz,

    Het stukje van NASA dat je aanhaalt uit 2010:

    NASA Study Finds Atlantic ‘Conveyor Belt’ Not Slowing

    betreft opnieuw een korte periode, van 1993 – 2009. En juist over diezelfde periode vermeldt Rahmstorf eveneens een ‘herstel’ van de AMOC, zie de grafiek:

    Rahmstorf haalt in zijn publicatie dezelfde studie van NASA uit 2010 aan, waar het persbericht op gebaseerd was:

    19. Willis, J. Can in situ floats and satellite altimeters detect long-term changes in Atlantic Ocean overturning? Geophys. Res. Lett. 37, L06602 (2010).

    en schrijft daarover onder meer:

    The twentieth century shows a gradual decline in the AMOC index, followed by a sharp drop starting around 1970 with a partial recovery after 1990 (discussed further below). This recovery is consistent with the finding of an AMOC increase since 1993 based on floats and satellite altimeter data19.

    De studie van NASA uit 2010 en de publicatie van Rahmstorf zijn dus niet met elkaar in tegenspraak. De schommelingen op een tijdschaal van ruwweg 7 jaar of 14 jaar hangen mogelijk samen met de North Atlantic Oscillation en de sterkte van de AMOC fluctueert — volgens het hierboven genoemde, recentere Srokosz (2015) — méér dan men voorheen gedacht had. Zie:

    https://klimaatverandering.wordpress.com/2016/10/21/een-koude-vlek-en-een-vertragende-stroming-wat-is-er-aan-de-hand-in-de-noordelijke-atlantische-oceaan/#comment-17699

  32. Hans Custers

    Bert,

    Dus omdat de trend ook zichtbaar is in de AMO-index is het per definitie natuurlijk? Wat een onzin. Het is volstrekt logisch dat afkoeling van (een del van) de noordelijke Atlantische Oceaan zichtbaar is in een index die de temperatuur van noordelijke Atlantische Oceaan (t.o.v. de rest van de wereld) weergeeft. Er is je al meermaals uitgelegd dat het signaal van klimaatverandering niet zomaar uit de AMO-index gefilterd kan worden, ook al probeert men het wel. Ofwel: het feit dat andere data iets vergelijkbaars laten zien bewijst helemaal niks.

    Misschien moet je ook nog eens naar je eigen grafiekje kijken. Je bewering: “Jouw 1e grafiekje begint bij een hoge AMOC (1920/1930)” is namelijk helemaal niet waar. De AMO-index zit in die periode rond de 0. Daarna volgt een piek en een dal, waarna de waarde rond 1995 weer rond de 0 zit. De schatting van de AMOC in de grafiek van Rahmstorf laat dan toch een iets ander beeld zien. Misschien heeft wetenschap toch iets meer om het lijf dan overhaaste conclusies trekken op basis van grafieken die op het eerste gezicht wel op elkaar lijken?

    Je slotalinea is ook veel te kort door de bocht. Zoals je al herhaaldelijk is uitgelegd staat een positieve AMO-index eerst en vooral voor een relatief warme noordelijke Atlantische Oceaan. Als je dat opvoert als verklaring voor de relatief snelle opwarming van het het noordelijk halfrond en het noordpoolgebied zeg je niet meer dan dat het er warm werd omdat de temperatuur steeg. Een cirkelredenering, dus. Een link tussen AMO en AMOC is niet onaannemelijk, maar zo simpel als jij het voorstelt is het in de verste verte niet.

    Samengevat: je neemt keer op keer de kortste weg naar de door jou gewenste conclusie.

  33. Bob,

    “De studie van NASA uit 2010 en de publicatie van Rahmstorf zijn dus niet met elkaar in tegenspraak”

    Klopt, in mijn vorige bericht wees ik daar al op (toename AMOC begin jaren ’90). Wellicht overheen gelezen?

  34. Beste Bert Amesz,

    Of ik ergens “overheen gelezen heb” doet niet terzake. Wat terzake doet, is dat je opmerking:

    Ten tweede omdat de toename van de AMOC (begin jaren ’90) gemeten is door NASA (op 41ᵒN):

    alléén betrekking heeft op 1993 – 2009. Over die periode is “NASA Study Finds Atlantic ‘Conveyor Belt’ Not Slowing” precies in overeenstemming met Rahmstorf.

    Waar de studie van Rahmstorf over gaat, is de langere termijn:

    Maps of temperature trends over the twentieth century show a conspicuous region of cooling in the northern Atlantic. Here we present multiple lines of evidence suggesting that this cooling may be due to a reduction in the AMOC over the twentieth century and particularly after 1970. Since 1990 the AMOC seems to have partly recovered. This time evolution is consistently suggested by an AMOC index based on sea surface temperatures, by the hemispheric temperature difference, by coral-based proxies and by oceanic measurements.

    De indicatoren die Rahmstorf noemt in die laatste zin, zijn gewoon consistent met de NASA studie uit 2010.

  35. Hans Custers

    Trouwens, nu het toch over de AMO gaat: de koude vlek bij Groenland is des te opvallender omdat we nu in een warme fase van de AMO zitten. Ofwel: de noordelijke Atlantische Oceaan is in zijn geheel juist relatief warm.

  36. “Samengevat: je neemt keer op keer de kortste weg naar de door jou gewenste conclusie”

    Nee Hans, eerder het tegenovergestelde. Jullie willen kennelijk een beeld schetsen van een ineenstortende AMOC. En om die boodschap kracht bij te zetten, verwijs je in je blogstuk naar een rampenfilm. En als ik daar vraagtekens bij zet, zoek ik ‘spijkers op laag water’? Kom nou…

    De samenhang tussen de AMO en intensiteit van de AMOC is aan de orde geweest in talloze wetenschappelijke publicaties. Bizar is dat je dat lijkt te ontkennen.

    Bovenstaande grafiekje van Rahmstorf begint omstreeks 1920, op de top van een natuurlijke multidecadal oscillatie, en zegt derhalve niets over een structurele neergaande trend over de afgelopen eeuw.

    Bovenstaand grafiekje van Sherwood dat Bob eerder aanhaalde, bewijst ook weinig. De horizontale ‘error bars’ (dating error en specimen life-span) in dat grafiekje zijn immers dermate groot (‘eeuwen’) dat die geen uitsluitsel geven over multidecadal variaties van de AMOC die je, op basis van het patroon van de AMO, zou mogen verwachten.

    De ‘millenniumgrafiek’ van Rahmstorf is – zoals ik eerder constateerde – niet meer dan een aftreksom van twee temperatuurgrafiekjes en vormt derhalve een te wankele basis voor het trekken van conclusies over een structurele dalende trend van de AMOC.

  37. Hans Custers

    Jullie willen kennelijk een beeld schetsen van een ineenstortende AMOC.

    Volstrekte onzin. Dit stuk gaat helemaal niet over “wat wij willen schetsen”, maar over de resultaten van klimaatwetenschappelijk onderzoek. Uitgevoerd door mensen die zich al tientallen jaren dagelijks met dat onderwerp bezighouden. Anders dan jij, hebben wij niet de illusie dat wij het beter weten dan die mensen.

    En om die boodschap kracht bij te zetten, verwijs je in je blogstuk naar een rampenfilm.

    Doe niet zo belachelijk, man. Ik zeg dat die film gebaseerd was op een worst-case-scenario uit de jaren ’80 en noem hem “over de top”.

    De samenhang tussen de AMO en intensiteit van de AMOC is aan de orde geweest in talloze wetenschappelijke publicaties. Bizar is dat je dat lijkt te ontkennen.

    Dan ontken ik dan ook helemaal niet.

    Bovenstaande grafiekje van Rahmstorf begint omstreeks 1920, op de top van een natuurlijke multidecadal oscillatie, en zegt derhalve niets over een structurele neergaande trend over de afgelopen eeuw.

    1. De AMO is omstreeks 1920 ongeveer neutraal en zit dus niet op op zijn top, zoals ik je al had uitgelegd. Blijkbaar was het weer te veel moeite om mijn vorig reactie te lezen.
    2, Een slingering in de AMO is niet per definitie natuurlijk, zoals ik je al had uitgelegd.
    3. De schatting in dei grafiek aan het eind van een volledige cyclus lager ligt dan aan het begin. Ook weer zoiets dat we je maar niet uitgelegd krijgen: een oscillatie eindigt op het punt waar die ook begint. Als iets aan het eind van een oscillatie op een ander punt zit dan aan het begin, is dat dus niet het gevolg van die oscillatie.

    De ‘millenniumgrafiek’ van Rahmstorf is – zoals ik eerder constateerde – niet meer dan een aftreksom van twee temperatuurgrafiekjes en vormt derhalve een te wankele basis voor het trekken van conclusies over een structurele dalende trend van de AMOC.

    En daar hebben we de klap op de vuurpijl. De schatting van de AMOC van Rahmstorf is “slechts” een temperatuurverschil. Weet jij wat de AMO-index is, die jij al jarenlang 1 op 1 aan de AMOC koppelt, alsof het nagenoeg hetzelfde is? “Slechts” een temperatuurverschil. Ofwel: een aftreksom van twee grafiekjes. Maar dan op een veel grovere schaal.

    Het gaat je duidelijk boven de pet waarom Rahmstorf de schatting van de AMOC maakt (op basis van onderzoek van anderen) die hij maakt. Omdat bijvoorbeeld de AMO-index als schatting van de AMOC te onnauwkeurig is. De AMO-index is immers (zoals je tienduizend keer is uitgelegd) slechts een beeld van de temperatuur van het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan t.o.v. de rest van de wereld (precieze berekening hangt een beetje af van de methode; er is namelijk geen standaard-methode die door iedereen wordt gebruikt), De AMOC speelt daar een rol in, maar is zeker niet de enige factor. Voor een betere schatting zoomt Rahmstorf daarom in op een deel van de noordelijke Atlantische Oceaan waar de AMOC (volgens eerder onderzoek van andere wetenschappers) veel invloed heeft op de temperatuur. Ofwel: de schatting van Rahmstorf is in wezen een verfijning van de schatting volgens de AMO-index.

    En waar jij nog nooit het minste voorbehoud hebt gemaakt bij de ruwe schatting van de AMOC op basis van de AMO – sterker nog, je stelt ze aan elkaar gelijk alsof ze hetzelfde zijn; je maakt er zelfs een begrip van: AMO/AMOC – wil je niks weten van de verfijnde versie van die schatting. Het is zo gigantisch inconsequent dat je zelf ook zou moeten snappen dat je jezelf er weer eens pijnlijk mee te kijk zet.

    Zullen we het daar maar bij laten?

  38. Hans,
    in je blogstuk van anderhalf jaar geleden zijn m.i. de basics van de relatie AMO / AMOC al aan de orde geweest. https://klimaatverandering.wordpress.com/2015/04/02/olifanten-oscillaties-oceanen-en-nog-maar-eens-de-pauze/#comments

    In het korte discussiedraadje dat op dat blogstuk volgde heb ik een paar studie-vragen gesteld. Een van de antwoorden luidde april 3, 2015 om 16:08:

    “Het grote verschil tussen de (verandering van) de temperatuur van het oppervlak en (de verandering van) de warmte-inhoud van het hele klimaatsysteem is: het eerste is tweedimensionaal en het tweede driedimensionaal. Het is niet zo dat het een fundamenteel lastiger te bepalen is dan het andere. Als er een driedimensionaal beeld van de temperatuur van het klimaatsysteem zou zijn, zou het berekenen van de verandering van de energie-inhoud een fluitje van een cent zijn (bij wijze van spreken).”

    Als ik het goed begrijp is het vraagstuk van de relatie tussen de AMO-indexatie en de AMOC-schattingen een kwestie van appels en peren. De AMO-index betreft ‘regionale’ temperatuur terwijl de AMOC-studies gaan over transport van de oceanische warmte inhoud. Celsius vs. Joules. En als ik me niet vergis is Celsius zonder Joules onbegrijpelijk terwijl dat omgekeerd niet het geval is. Ik krijg de indruk dat dat de natuurkundige essentie is van Rahmstorf’s studie.
    Of heb ik het mis?

    P.s In genoemd blogstuk van anderhalf jaar geleden verwees je al naar de over-the-top rampenfilm uit Hollywood waaruit Rahmstorf met tongue-in-cheek uit citeert tijdens zijn presentatie.

  39. Hoi Goff,

    Bijna correct:

    Als ik het goed begrijp is het vraagstuk van de relatie tussen de AMO-indexatie en de AMOC-schattingen een kwestie van appels en peren. De AMO-index betreft ‘regionale’ temperatuur terwijl de AMOC-studies gaan over transport van de oceanische warmte inhoud. Celsius vs. Joules.

    Het is eigenlijk graden Celsius vs. Sverdrup (Sv):

    https://nl.wikipedia.org/wiki/Sverdrup

    De sterkte van de AMOC wordt niet gemeten in Joules maar in miljoen kubieke meter water/seconde.

    Je hebt wel gelijk dat het aantal Joules bij benadering recht evenredig is met het aantal Sverdrups. De ‘bij benadering’ is omdat de warmte-inhoud van het water eigenlijk recht evenredig is met de massa en niet met het volume.

    En inderdaad, AMO-index met AMOC-schattingen vergelijken is een kwestie van appels en peren.

  40. Hans Custers

    Goff,

    De AMOC is geen maat voor warmtetransport, maar voor de sterkte van de stroming. Geen Joules dus, maar kubieke meters water per seconde. Maar omdat die stroming vanuit de tropen noordwaarts gaat, vervoeren die kubieke meters water wel warmte. Een correlatie tussen de sterkte van de stroming en de temperatuur van de noordelijke Atlantische Oceaan (en dus de AMO) ligt dus wel voor de hand. Maar daarmee is natuurlijk niet gezegd dat dat de enige factor is die invloed heeft op die temperatuur.

    Dat die twee afkortingen zo op elkaar lijken is overigens grotendeels toeval. De A staat in beide voor het zelfde (Atlantic), maar de M (meridional – multidecal) en de O (overturning – oscillation) niet.

  41. Hans Custers

    Correctie: AMOC is natuurlijk niet de maat voor sterkte van de stroming, maar gewoon de naam van het Atlantische deel van de thermohaliene circulatie.

  42. Hans, Bob
    duidelijk. En dank voor de toelichtingen.

    De vervolg vraag is hoe ik me de (meting van) Sverdrup moet voorstellen. De definitie luidt: 1 Sv = 10.000.000 m³/s. Zonder de ruimtefactor (lees: de diameter van de pijplijn) is dat m.i. een betekenisloze definitie. Of zie ik iets over het hoofd?

  43. Hi Goff,

    1 Sverdrup = 1.000.000 m³/s.

    En ja, vermoedelijk zie je iets over het hoofd.🙂 Dit is het volume in kubieke meter per seconde, dus er is géén ‘diameter van de pijplijn’ meer nodig. Het is al in 3 dimensies (en per tijdseenheid), zogezegd.

  44. Pingback: Wereldtemperatuur | Update september 2016 - Sargasso

  45. Bob,
    pff. Slordig geformuleerd, mijn vorige vraag – en dan ook nog die tikfout erbij. Het moest uiteraard zijn: wat is de vorm van de ‘pijplijn’, ofwel hoe is de flux gedistribueerd. Dat is inmiddels opgelost via de animatie bij Nullschool waarnaar het blogstuk verwees. Inderdaad prachtige site!

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s