Termohaliinikierto

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Termohaliinikierto valtamerissä. Meren pintaa myöten kiertävä lämmin vesi on kuvattu punaisella ja syvemmällä kiertävä kylmä, suolainen vesi sinisellä. Tyynellä valtamerellä auringon säteily lämmittää kiertävää vettä nostaen sen pintaan. Pohjois-Atlantilla merivirta luovuttaa lämpönsä ilmalle vajoten syvemmälle.

Termohaliinikierto (termohaliinivirtaus, valtamerien lämpösuolavesikierto) on meriveden tiheyseroista johtuva veden kierto merissä syvävesien ja pintavesien välillä. Nimitys tulee sanoista thermo: lämpötila ja haline: suola. Veden tiheyserot johtuvat tavallisimmin sen lämpötilaeroista ja suolapitoisuuksien eroista: viileä ja suolainen vesi on raskaampaa kuin lämmin ja vähäsuolainen. Termohaliinikierto vaikuttaa maapallon ilmastoon, sillä vesimassojen mukana kulkeutuu lämpöä tropiikista kohti napa-alueita.

Termohaliinikierrosta käytetään usein lyhenteitä THC (thermohaline circulation) ja MOC (meridional overturning circulation, "pituuspiirit ylittävä kierto").

Termohaliinikierrossa tapahtuvat muutokset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maailman merivirrat vuonna 1943. Huomaa, miten Golf-virta tuo lämmintä, merijäät sulattavaa vettä pohjoiseen.

Termohaliinikierrolla on luultavasti tuntuvaa vaikutusta maapallon ilmastoon lämpötilojen tasaajana. Merivirrat ovat vuodesta toiseen melko vakaita. Termohaliinikierron tiedetään kuitenkin vaihdelleen ns. Pohjois-Atlantin oskillaation tahdissa. Sen arvioidaan pystyvän muuttumaan jopa muutamassa vuodessa – muutamassa kymmenessä vuodessa ulkoisten häiriöiden, esimerkiksi sateiden, lämmityksen tai suurten jäämäärien sulamisen vuoksi (vertaa: pieni jääkausi).

On spekuloitu, että jäätikköjen sulaminen voisi alentaa veden suolapitoisuutta ja katkaista termohaliinikierron. Napajäät voivat sulaa ilmastonmuutoksen johdosta. Suolatonta vettä voi vapautua suuria määriä esimerkiksi Grönlannin mannerjäätiköstä tai Siperian ikiroudasta. Tällöin kylmä, suolaton vesi, jota virtaa riittäviä määriä esimerkiksi sulavasta suuresta jäämäärästä Golfvirran painumisalueelle, keventää pintavettä ja saattaisi estää Golfvirran painumisen alas Pohjois-Atlantilla. Kylmä jäätikön sulamisvesi myös viilentää Golfvirtaa muuttaen sitä raskaammaksi, mutta tämä vaikutus ei ole niin suuri kuin suolamäärän laskun aiheuttama. Virtaus saattaa heikentyä tai pysähtyä sadoiksi vuosiksi. Tällä olisi viilentävä vaikutus Euroopan ilmastoon. Eri tutkijoiden mielipiteet kylmenemisen määrästä vaihtelevat, ja kasvihuoneilmiön aiheuttama lämpeneminen saattaa kumota sen vaikutuksen kokonaan. Golfvirran täydellisen pysähtymisen riski on luultavasti hyvin pieni, sillä mannerjäätiköissä tuskin tapahtuu nopeita muutoksia.

Jääkaudella, jolloin ilmasto-olot olivat hyvin erilaiset, termohaliinikierto katkesi jään suolattomien sulamisvesien takia monta kertaa, varsinkin keskikylmällä jääkaudella. Viileän nykyisen jääkausijakson alku johtui siitä, että Panaman kannaksen synty eristi Atlantin Tyynestä merestä, jolloin Atlantin suolapitoisuus lisääntyi ja termohaliinikierto muuttui. Nykyinenkin termohaliinikierto voi olla altis häiriöille. Ei osata sanoa, ajavatko jäätikön sulamisvedet termohaliinikierron palautumattomaan tai hitaasti palautuvaan tilaan.

Termohaliinikierron sammuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Termohaliinikierron sammuminen tarkoittaa epäilyjen mukaan siitä, että Pohjois-Eurooppaa lämmittävään Golf-virtaan liittyvä maailmanlaajuinen termohaliinikierto olisi sammumassa. On myös väitetty, että kasvihuoneilmiön aiheuttama lämpeneminen sulattaisi napajäät ja Siperian ikiroudan. Tällöin kylmää jäätikön sulamisvettä virtaisi alueille, missä kylmä, suolainen merivesi painuu alas. Termohaliinikierto katkeaisi jopa tuhanneksi vuodeksi, ja Pohjois-Euroopasta saattaisi tulla yhtä kylmä kuin jääkaudella.

Havainnot eivät varmista väitettyä termohaliinikierron vaihtelua ainakaan nyt. Myöskään niin sanottu 8200 vuoden takainen kylmä piikki, jolloin Maa kylmeni vähäksi aikaa jonkun verran, ei ollut niin vakava kuin viime jääkauden kylmin vaihe LGM. Termohaliinikierron tiedetään värähdelleen viime jääkauden keskikylminä kausina, jolloin olot olivat toiset kuin nyt.

Golfvirran termohaliinikierto[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Golf-virta lämmittää Euroopan arktisia merialueita varsinkin talvella.

Pohjois-Atlantin lämmin merivirta, Golfvirta, on tärkeä osa termohaliinikiertoa. Termohaliinivirtaus laskeutuu alas juuri Pohjois-Atlantilla, koska siellä pintavesi on suolaisinta eli tiheintä ja vesi on tarpeeksi kylmää. Golfvirta on maapallon pyörimisestä johtuvan Coriolis-ilmiön vaikutuksesta pohjoiseen työntyvä Päiväntasaajan virran jatke. Aivan pohjoisimmalla Atlantilla painuu raskas suolainen, kylmä merivesi alaspäin, jolloin syntyy syvävettä. Golfvirran suolapitoisuus kasvaa veden virratessa pohjoiseen, sillä haihtuminen lisää veden suolapitoisuutta ja samalla vesi jäähtyy. Lisäksi merijään muodostuminen kasvattaa pintaveden suolaisuutta, sillä jää hylkii suolaa.

Tihein, viilennyt ja suolaantunut noin 4 °C vesi painuu alimmaksi Grönlannin eteläpuolella. Suolavesi jäätyy vasta –1,8 °C:n lämpötilassa. Jäähtynyt, tiheäsuolainen (34,9 ppt eli noin 3,5 %) syvävesi (North Atlantic Deep Water, NADW) virtaa täältä pitkin syvänmeren pohjaa Etelä-Atlantille ja Intian valtamerelle nousten pintaan keskisellä–koillisella Tyynellämerellä. Syvämeren virtaus on erittäin hidasta. Pohjois-Atlantilla virtaus hiipii etelään pitkin syvämeren pohjaa. Tämä syväveden kierto kestää noin 1 200 vuotta.

Golfvirta lämmittää nykyään ilmastoa 10 °C verran linjan Islanti–Huippuvuoret- ja Pohjois-Norja–Etelä-Norja välisessä nelikulmiossa merellä, jota rajoittavat Jan Mayen ja Färsaaret. Alue ulottuu Kuolan niemimaan pohjoispuolelle Barentsinmerelle. Itse Huippuvuoret, Islanti, Englanti, pohjoisin Ranska ja Pohjoismaat Suomi mukaan lukien lämpiävät vuoden ympäri 5–10 °C verran Golfvirran vaikutuksesta. 5 °C asteen raja ulottuu Novaja Zemljalle ja Frans Joosefin maahan asti.lähde?

Jos Pohjois-Atlantille virtaisi suuria määriä suolatonta vettä, vaikkapa jäätiköiden sulamisvettä, termohaliinikierto pysähtyisi melko pitkäksi aikaa ja Eurooppa viilenisi noin 2 °C, paikoin jopa 5–7 °Clähde?. Jos taas Golfvirran suolapitoisuus alenisi huomattavasti, Golfvirta sulattaisi pysyvästi napajäätikön pois.

Syvänveden muodostumisalueet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Golfvirran alaspainumisalueet ovat Pohjois-Atlantilla kahdessa kohtaa. Ensimmäinen on Islannin ja Huippuvuorten välissä, tai toisin kuvattuna Norjan ja Grönlannin välissä Jan Mayenistä koilliseen. Tällä alueella virtaa Golfvirran vesiä < 3 Sv. Toinen on Grönlannin eteläkärjen ja Newfoundlandin välissä. Molemmat paikat ovat talven kiinteän merijään rajan edessä noin 500–1000 km:n päässä siitä. Vajoamiskohtien koordinaatit ovat 3° läntistä – 10° itäistä pituutta, 70° pohjoista leveyttä. Toinen kohta on 50° läntistä pituutta, 55° pohjoista leveyttä. Toisen lähteen mukaan alaspainumisalueet olisivat 400–600 km:n läpimittaisia alueita syvänteiden kohdilla. Toinen syvänne on Jan Mayenin ja Huippuvuorten sekä Grönlannin välissä Färsaarten pohjoispuolella paikassa 64° pohjoista leveyttä, 3° läntistä pituutta. Toinen on Islannin ja Jan Mayenin pohjoispuolisella syvänteellä paikassa 70° pohjoista leveyttä, 10° läntistä pituutta.lähde?

Täällä valtameren pintaveden suolapitoisuus on vain hieman yli 34 promillea ja veden lämpötila 3–4 °C. Syntyy Pohjois-Atlantin syvävettä, jonka suolapitoisuus on 34,9–35,0 promillea. 75 % valtamerten vedestä on syvävettä kevyempää 0–5 °C, 34–35 suolapromillista vettä. Pintavesi ei monestikaan painu meren pohjaan, sillä merenpinnan keskilämpötila koko maapallon alueelta laskettuna on 17,5 astetta Celsiusta.

Eteläisellä pallonpuoliskolla on pohjoisen kaltainen vielä voimakkaampi syvän veden syntykeskus eli jääpumppu. Vastaavia syvänveden muodostumisalueita on kaksi Antarktiksen alueella, lähellä Etelä-Amerikan pituusasteita. Yksi on Weddellinmerellä eteläisen napapiirin tienoilla ja Antarktiksen niemimaan lähellä. Toinen on Amundseninmerellä Kap Dartin lähellä. Näillä alueilla kylmä ja suolainen vesi vajoaa muodostaen syvää vettä (Antarctic Bottom Water, ABW). ABW on tiheintä maapallolla tällä hetkellä muodostuvaa vettä. Se yhtyy pohjoiseen syväveteen matkallaan Tyynellemerelle.

Muut vajoamisvedet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Antarctic Intermediate Water, AIW: Syvää vettä syntyy myös alemmilla leveyspiireillä. Etelämantereen edustalla 40°S tienoilla vähäsuolaisempi ja lämpimämpi vesi (+5 °C) vajoaa, mutta asettuu vähemmän tiheänä tiheämpien virtojen päälle.
  • Mediterranean Outflow Water: Välimeren syvä vesi syntyy Välimeren itäisessä osassa ja on huomattavasti Atlantin vesimassoja suolaisempaa (37,3 ppt) ja lämpimämpää (+13 °C). Liikkuessaan Gibraltarin salmen läpi Atlantille, se erottuu vielä Islannin ja Länsi-Intian merillä.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]