Golfský a Labradorský prúd: rozdiely, trasa a vplyv na klímu

Golfský a Labradorský prúd patria medzi najvýznamnejšie morské prúdy severného Atlantického oceánu. Prvý z nich prenáša teplú vodu z tropických oblastí smerom k severnej Európe, zatiaľ čo druhý privádza z arktických oblastí studenú a menej slanú vodu pozdĺž pobrežia Kanady.

Ich vzájomné pôsobenie ovplyvňuje teplotu oceánu, tvorbu hmiel, rozmiestnenie morského ľadu, rybolov aj fungovanie širšieho systému Atlantickej meridionálnej cirkulácie. Oceány pokrývajú takmer tri štvrtiny povrchu Zeme a pri svojej priemernej hĺbke 4 km obsahujú 30-krát viac hmoty, majú 120-krát väčšiu tepelnú kapacitu a obsahujú 80-krát viac oxidu uhličitého ako celá atmosféra.

Prečo sú morské prúdy dôležité

Oceány ovplyvňujú podnebie na Zemi dosť zásadným spôsobom. Klimatické podmienky našej planéty by sa bez prítomnosti oceánov líšili od súčasných vo všetkých podstatných znakoch.

Bez tohto obrovského rezervoára vody by zemská atmosféra neobsahovala takmer žiadnu vodnú paru a obeh vody, ak by vôbec existoval, by bol úplne odlišný. Bez termoregulačnej schopnosti oceánov a nebyť ich veľkej tepelnej kapacity, rozdiely v teplote vzduchu medzi rovníkom a polárnymi oblasťami by boli tak extrémne, že by sme len sotva našli na Zemi miesto, kde by sa dalo v týchto neznesiteľných podmienkach prežiť.

A konečne, bez organizmov žijúcich vo vodách oceánov by chemické zloženie zemskej atmosféry bolo na míle vzdialené od toho, ktoré zažívame dnes.

V oceánoch existujú po tisícročia viac-menej stabilné povrchové a hlbokomorské prúdy, ktorých charakter je určený mnohými faktormi. Výsledkom je charakteristické pole teploty povrchu oceánu.

Cirkuláciou oceánskej vody dochádza k transportu veľkého množstva teplej vody z tropických oblastí do polárnych regiónov a naopak, a tak dochádza k vyrovnávaniu teplotných rozdielov na Zemi. Distribúcia teplej vody a spôsob, akým preniká do chladnejších oblastí, výrazne ovplyvňuje aj rozmiestnenie morského ľadu a cirkuláciu vzduchu, ktorý má podstatný vplyv na genézu klímy v konkrétnych regiónoch.

Aj keď cirkulácia atmosféry spätne ovplyvňuje aj samotnú oceánsku cirkuláciu, významnejšou hnacou silou je rozdiel v teplote a salinite morskej vody. Tento faktor je až natoľko významný, že aj lokálne zmeny v salinite morskej vody dokážu spôsobiť nestabilitu oceánskeho prúdenia.

Golfský prúd a jeho trasa Atlantikom

Golfský prúd - systém teplých morských prúdov v severnej časti Atlantického oceána. Najdlhší, najväčší a najsilnejší tok teplej vody vo svetovom oceáne.

Podľa väčšiny súčasných oceánografov je za začiatok Golfského prúdu považovaný Floridský prúd prúdiaci južne od Floridy. Vlastný Golfský prúd smeruje od Floridského prielivu na sever a severovýchod, pokračuje pozdĺž brehov Severnej Ameriky k mysu Hatteras, odkiaľ smeruje na východ a severovýchod, vzďaľuje sa od pobrežia, rozširuje sa asi na 150 km, priberá teplé, na soli bohaté a na živiny chudobné vody z oblasti Sargasového mora, je veľmi zreteľný až po ostrov Newfoundland.

Golfský prúd spolu so svojimi severnými vetvami - Irmingerovým, Nórskym a Severoatlantickým prúdom, predstavuje významný teplý a pomerne rýchly prúd v Atlantickom oceáne, ktorý vzniká v Mexickom zálive a opúšťa ho cez Floridský prieliv.

Ďalej sleduje východné pobrežie Severnej Ameriky až k Mysu Hatteras, kde sa odchyľuje od amerického kontinentu smerom na východ a pokračuje k pobrežiu Európy. V Atlantickom oceáne sa rozdeľuje na severnú vetvu, ktorá pokračuje k pobrežiu severnej Európy a južnú vetvu, ktorá sa stáča k západným brehom Afriky.

Asi na 40° západnej zemepisnej dĺžky sa Golfský prúd spája so Severoatlantickým prúdom, pokračuje pod jeho názvom (často sa však používa vžité označenie Golfský prúd) a smeruje pozdĺž západného pobrežia Írska a Škótska k severnému pobrežiu Nórska.

Európska vetva Golfského prúdu sa nazýva Severoatlantický prúd, ktorý pokračuje až k Novej Zemi (Severný ľadový oceán).

Rýchlosť, teplota a množstvo prenášanej vody

Rýchlosť Golfského prúdu pri východe z Floridského prielivu je 8 - 9 km/h, na otvorenom oceáne asi 40 km za deň; pri myse Hatteras je Golfským prúdom prenášaných viac ako 55 mil. m3/s vodnej masy, pri pobreží Spojeného kráľovstva 7 mil. m3/s, maximálne 150 mil. m3/s.

Spolu so Severoatlantickým prúdom Golfský prúd výrazne otepľuje severozápadné pobrežie Európy; počas celého priebehu majú vody Golfského prúdu vyššiu teplotu ako okolité vody (pri myse Hatteras o 3 °C, medzi Veľkou Britániou a Islandom o 7 - 9 °C).

Vplyv Golfského prúdu na podnebie Európy

Severoatlantický prúd je známy svojimi priaznivými zmierňujúcimi účinkami na klimatické pomery západnej a severozápadnej Európy. Tieto účinky sa prejavujú najmä v zmierňovaní teplotných výkyvov počas celého roka - čo znamená, že napríklad v zime neklesajú teploty vzduchu až tak hlboko pod bod mrazu, ako v oblastiach ležiacich na rovnakej rovnobežke v inej časti Zeme (napríklad východný Quebeck - východné pobrežie Kanady).

Ďalším neprehliadnuteľným dôsledkom Golfského prúdu je napríklad aj to, že brehy severného Nórska v zime nezamŕzajú.

Golfský prúd teda zvyšuje priemernú ročnú teplotu v miernom pásme o niekoľko stupňov Celzia. Jeho pôsobenie však neznamená, že počasie v Európe závisí iba od morského prúdu. Teplotu a zrážky ovplyvňuje aj cirkulácia atmosféry, poloha tlakových útvarov, veterné pomery a premenlivosť oceánskeho systému.

Labradorský prúd: studený prúd zo severu

Labradorský prúd je chladný morský prúd v severnej časti Atlantického oceánu. Vzniká v Davisovom prielive v dôsledku severných a západných vetrov. Prúdi smerom zo Severného ľadového oceánu okolo polostrova Labrador a ostrova Newfoundland smerom na juh ďalej okolo Nového Škótska.

The Labrador Current is a cold, freshwater-rich ocean current in the northwestern Atlantic, flowing southward along the coasts of Labrador and Newfoundland.

Named after the Labrador Peninsula and its discoverer João Fernandes Lavrador, it originates from the confluence of the Baffin Current, the Hudson Strait, and the West Greenland Current, and extends to the Grand Banks of Newfoundland, where it meets the Gulf Stream.

Prúd pozostáva z troch vetiev a prenáša arktickú sladkú vodu. Rýchlosť prúdenia Labradorského prúdu sú asi 3 km/deň. V anglicky písaných zdrojoch sa uvádza aj rýchlosť približne 20 cm/s.

Salinita jeho vôd sa pohybuje okolo 33-34‰. Labradorský prúd klinovite vniká do Golfského prúdu, kde sa väčšina jeho studených a ťažkých vôd ponára do hĺbky.

Kde sa Golfský a Labradorský prúd stretávajú

Golfský prúd je veľmi zreteľný až po ostrov Newfoundland, v ktorého blízkosti sa na dlhom a hlbokom fronte (tzv. Cold Wall - chladný val) stýka s chladnými, na živiny bohatými a menej slanými vodami Labradorského prúdu a Východogrónskeho prúdu.

Labradorský prúd sa stretá s teplým Golfským prúdom pri Grand Banks južne od Newfoundlandu a tiež pri Outer Banks na pobreží Severnej Karolíny.

Na mieste dotyku oboch prúdov vznikajú časté hmly. V dôsledku častých hmiel je tento región nebezpečný pre námornú dopravu.

Chladný Labradorský prúd nesie z arktických oblastí vody bohaté na živiny, na miestach kde sa stretáva s teplým prúdom sa nachádzajú miesta prirodzene bohaté na ryby.

Miesto stretu oboch prúdov je významným rybolovným regiónom. Labradorský prúd zároveň nesie ľadovce smerom na juh, po trase známej ako Iceberg Alley, a jeho pôsobenie súvisí s podmienkami na Grand Banks, ktoré boli vážne ovplyvnené kolapsom populácie tresky.

Teplota, salinita a hustota morskej vody

V priestore dotyku studeného Labradorského a teplého Golfského prúdu (ale aj inde v podobných prípadoch na Zemi) je dôležitý vzťah hustoty studenej ale máloslanej a teplej ale viac slanej morskej vody.

Čím je voda chladnejšia, tým má väčšiu hustotu (najväčšiu hustotu má ale pri 4 °C, pri ďalšom ochladení opäť jej hustota klesá), na druhej strane aj čím je slanšia, tým má tiež väčšiu hustotu.

Tak sa môže stať, že máloslaná voda s teplotou 2 °C má rovnakú hustotu ako najslanšia morská voda s teplotou 20 °C.

Rozdiely v teplote a salinite preto určujú, či sa voda bude ponárať, alebo zostane pri povrchu. Tento mechanizmus je jedným zo základov termo-halinného prúdenia.

Golfský prúd ako súčasť AMOC

Golfský prúd je súčasťou väčšieho cirkulačného systému, ktorý sa v Atlantickom oceáne nazýva Atlantická meridionálna cirkulácia (The Atlantic Meridional Overturning Circulation - AMOC).

AMOC zahŕňa presun teplej povrchovej vody na sever, jej ochladzovanie a zvyšovanie hustoty v severných oblastiach Atlantiku, následné klesanie vody do hlbších vrstiev a návrat chladnejšej vody opačným smerom.

Globálnu termo-halinnú cirkuláciu ovplyvňuje teda predovšetkým po stáročia veľmi stabilný celkový režim teploty a salinity morskej vody v polárnych a tropických šírkach.

Za kolaps tejto cirkulácie považujeme jej relatívne náhlu zmenu, náhle spomalenie alebo aj zastavenie.

Čo by sa stalo pri výraznom oslabení cirkulácie

Ak by k tomu došlo v priestore dotyku Labradorského a Golfského prúdu, tak by Labradorský prúd neklesal pod teplý Golfský ako teraz, ale by ho odtlačil na inú (južnejšiu) dráhu.

Teplý Golfský prúd by mohol smerovať k Portugalsku a otáčať sa na juh, čo by malo za následok ochladenie Británie asi o 5 °C a severu Nórskeho mora aj o viac ako 10 °C.

Terajšie rozloženie plávajúceho morského ľadu na konci zimy by sa dramaticky zmenilo (Nórske more by bolo až po Island pokryté ľadom a aj v strednej Európe by mohlo byť napriek globálnemu otepleniu o 2,5 °C o málo chladnejšie ako v posledných desaťročiach).

To isté sa môže stať aj na severe Pacifiku, no vzhľadom na iné termo-halinné podmienky by bol konečný efekt oveľa menší.

Problematika nevyspytateľného Golfského prúdu zamestnáva nielen odborníkov a verejnosť, ale aj zábavný priemysel vrátane Hollywoodu. Išlo síce o fikciu a dramatické zmeny počasia neboli reálne, základný predpoklad filmu je však správny.

Rýchle roztápanie ľadu v Grónsku môže zastaviť termo-halinnú cirkuláciu a teplý Golfský prúd viac nebude ohrievať významnú časť Severnej Ameriky a Eurázie.

Zlyhanie Golfského prúdu môže teda zásadným spôsobom ovplyvniť charakter počasia v miernom pásme, pretože ten zvyšuje priemernú ročnú teplotu o niekoľko stupňov Celzia.

Vplyv globálneho otepľovania na salinitu

Globálne otepľovanie bude tiež znamenať rast úhrnov zrážok v polárnych oblastiach (pri vyššej teplote je v atmosfére v stave nasýtenia viac vodnej pary), pričom takmer všetky tam budú padať vo forme snehu a budú znamenať rast objemu polárnych pevninských ľadovcov.

Pevninské polárne ľadovce postupne „stekajú“ (putujú) k pobrežiu mora, tam sa roztápajú a zmenšujú salinitu studených morských prúdov.

Globálne oteplenie tak môže urýchliť proces termo-halinného kolapsu morskej cirkulácie. Odozva bude však trvať niekoľko desaťročí až storočí, lebo rýchlosť stekania pevninských polárnych ľadovcov k pobrežiu morí je od niekoľkých metrov do niekoľkých stoviek metrov za rok.

K znižovaniu salinity morskej vody v polárnych oblastiach prispievajú aj zrážky padajúce na morskú hladinu, voda pritekajúca v riekach a nepriamo aj nepatrný výpar v porovnaní s tropickým pásmom.

Je kolaps Golfského prúdu bezprostrednou hrozbou?

Na začiatku septembra tohto roku sa v médiách objavila informácia o tom, že nastávajúca zima 2010/2011 by mala byť podľa všetkého najchladnejšia za posledných 1000 rokov.

Nakoniec sa ukázalo, že správa, ktorá skutočne citovala poľského klimatológa Michała Kowalevského, je len produktom neuváženého interpretovania odborných informácií, ktoré navyše boli vytrhnuté z kontextu celého rozhovoru.

Ten sa týkal najmä hypotetických dôsledkov kolapsu Golfského prúdu na teplotný režim Európy, ktorá by sa ochladila v niektorých regiónoch aj o niekoľko stupňov Celzia. Avšak možnosť, že by k podobnému kolapsu malo dôjsť už v najbližšom období poľský klimatológ nakoniec úplne vylúčil.

Nanešťastie boli médiá v priebehu niekoľkých dní infiltrované skreslenými informáciami o tom, že nás čaká v Európe najchladnejšia zima tisícročia, a to hlavne v dôsledku zníženia sily Golfského prúdu o celú jednu polovicu.

V priebehu nasledujúcich týždňov sa k tejto správe vyjadrili mnohí uznávaní klimatológovia (napr. Stefan Rahmstorf, Olivia Serdeczny, atď.), ktorí jednoznačne odmietli takéto tvrdenie a naznačili, že ak by aj nasledujúca zima bola chladnejšia, určite to nebude podmienené slabnutím Golfského prúdu.

Ten záver koniec koncov nedávno potvrdili aj predstavitelia Met Office Hadleyho centra vo Veľkej Británii, ktorí navyše zdôraznili, že za nedávnu vlnu chladného počasia (najmä v západnej Európe a na Britských ostrovoch) nemôže vplyv morského prúdu, ktorý navyše, ako sa zdá, vôbec nestráca na svojej sile.

Preto je vznik uvedeného kolapsu do roku 2020 veľmi málo pravdepodobný (pravdepodobnosť nižšia ako 10 %).

Takých tuhých zím, aké sú zachytené na dvoch slávnych maľbách Pietera Brueghela zo 16. storočia, sa zatiaľ obávať nemusíme, určite nie kvôli kolapsu Golfského prúdu.

Čo ukazujú merania a klimatické analýzy

Výsledky najnovších analýz amerických vedcov z NASA, ktorí hodnotili údaje rýchlosti prúdenia morskej vody v rámci cirkulačného systému AMOC získané zo satelitných meraní, nepotvrdili v posledných 15 rokoch žiadne významné spomalenie Golfského prúdu.

Do analýzy vstupovali údaje tak o teplote, salinite a rýchlosti prúdenia morskej vody, ako aj jej výške (sea surface height - SSH).

Uvedené výsledky sú v rozpore so zisteniami britských vedcov z roku 2005, ktorí prišli so závermi, že v období posledných 50 rokov Golfský prúd zoslabol približne o 30 %.

Treba však na záver poznamenať, že rovnako prvý ako aj druhý výsledok môže byť zapríčinený krátkodobou premenlivosťou, ktorá je v prípade Golfského prúdu značná.

Pokiaľ nebudeme vedieť príčiny vzniku tejto variability vysvetliť fyzikálne korektným spôsobom, nebude možné robiť akékoľvek prognózy ďalšieho vývoja tak cirkulácie AMOC, ako aj samotného Golfského prúdu.

Presnú odpoveď zatiaľ nepozná nikto, neznamená to však, že by sme nevedeli vôbec nič.

V novej štúdii vedci porovnali dostupné nepriame ukazovatele sily prúdenia Golfského prúdu, pričom najdlhšia rekonštrukcia siaha až 1500 rokov do minulosti. Deväť z celkovo 11 sledovaných ukazovateľov naznačuje významný pokles sily prúdenia, ktoré sa prejavuje najmä v období posledného storočia.

Dlhodobá perspektíva je veľmi dôležitá, pretože samotné prúdenie je vysoko premenlivé a prirodzené zmeny (teda také, ktoré s trendom otepľovania klímy nesúvisia) sa môžu prejavovať aj v horizonte 30 a viac rokov.

Nezávisle od tejto práce publikovali klimatológovia Johannes Lohmann a Peter Dilevsen z Inštitútu Nielsa Bohra pri Kodanskej univerzite prácu v časopise PNAS, v ktorej sa zamerali na ďalší dôležitý indikátor oslabovania Atlantickej cirkulácie, konkrétne na rýchlosť jej zoslabovania.

Táto rýchlosť je veľmi dôležitá. Ak totiž dosiahne kritickú hranicu, môže nastať bod zlomu (v tomto prípade teda kolaps/zastavenie Golfského prúdu) ešte skôr, než by nastal pri pomalšom vývoji.

Čo hovoria paleoklimatické údaje a modely

Vďaka paleoklimatickej histórii vieme, že k zastaveniu Golfského prúdu v minulosti niekoľkokrát došlo.

Pravdepodobnou príčinou bol rýchly prísun sladkej vody z takzvaného Laurentidského ľadového štítu, ktorý na konci poslednej doby ľadovej zaberal rozsiahle územie Severnej Ameriky.

K analýze úlohy rýchlosti oslabovania Golfského prúdu vedci použili model globálnej oceánskej cirkulácie. S jeho pomocou ukázali, že existuje nebezpečenstvo kritickej rýchlosti prísunu sladkej vody do oceánu, ktorá spôsobí zastavenie Golfského prúdu.

Problém s definovaním presných podmienok súvisí s tým, že systém je chaotický a citlivý na počiatočný stav.

Určitou nápoveďou môžu byť dve skutočnosti. Rýchlosť roztápania Grónska v súčasnosti kopíruje horný odhad klimatických modelov, čo znamená, že aj menšie oteplenie prináša viac sladkej vody do Atlantiku.

Najnovšia generácia klimatických modelov (Projekt porovnávania klimatických modelov, CMIP-6) predpokladá pokračujúce oslabovanie prúdenia o ďalších 35 - 45 percent.

Do budúcnosti teda môžeme očakávať rozširovanie oblasti s chladnejšou a menej slanou vodou v severnom Atlantiku, otepľovanie a rýchlejší rast hladiny oceánu pri východnom pobreží USA a Kanady.

Pravdepodobnosť zastavenia Golfského prúdu v najbližších desaťročiach nie je vysoká. Podľa niektorých modelov však môže prísť ešte pred koncom tohto storočia.

V tom prípade sa budú musieť naši potomkovia vo veľkej časti Severnej Ameriky a Európy vyrovnať v priebehu niekoľkých rokov s prudkým ochladením.

Historické poznávanie Golfského prúdu

Ako prvý opísal Golfský prúd v roku 1513 španielsky navigátor a bádateľ Juan Ponce de León, ktorý ho označil za povrchové prúdenie vody v Atlantickom oceáne, podľa iných zdrojov vedel o jeho existencii už K. Kolumbus (svedčia o tom zápisy v jeho denníku).

Prvú mapu západnej časti Atlantického oceána, na ktorej vyznačil smer Golfského prúdu, zostavil v roku 1678 taliansky jezuita Athanasius Kircher.

Na mapách zo 17. a z 18. storočia bol Golfský prúd zobrazovaný ako niekoľko 100 km široký prúd plynúci ako široká rieka v mori smerom k Azorám.

Systematický prieskum Golfského prúdu sa začal v roku 1844 v USA, prvú mapu Golfského prúdu pre navigátorské potreby zostrojil v roku 1786 B. Franklin.

Golfský prúd sa pri ostrove Newfoundland odkláňa od pevniny a prechádza cez Atlantický oceán. Na fotografii plávajúci ľadovec pri newfoundlandskom pobreží.

Najdôležitejšie rozdiely medzi prúdmi

• Golfský prúd je teplý prúd, ktorý prúdi z Mexického zálivu pozdĺž východného pobrežia Severnej Ameriky a ďalej smerom k Európe.
• Labradorský prúd je studený prúd, ktorý prúdi z arktických oblastí na juh pozdĺž Labradoru, Newfoundlandu a Nového Škótska.
• Golfský prúd prináša teplú, slanú a na živiny chudobnú vodu.
• Labradorský prúd prináša studenú, menej slanú a na živiny bohatú vodu.
• Ich stret vytvára výrazný oceánsky front, časté hmly a priaznivé podmienky pre rybolov.
• Labradorský prúd môže na juh prenášať ľadovce, zatiaľ čo Golfský prúd zmierňuje klimatické podmienky západnej a severozápadnej Európy.

tags: #golfsky #a #labradorsky #prud