La circulació de retorn meridional de l'Atlàntic (en anglès, Atlantic meridional overturning circulation; AMOC) és un sistema de corrents superficials i profunds a l'oceà Atlàntic que són impulsats tant per canvis en el clima atmosfèric com per canvis termohalins de temperatura i salinitat. Aquests corrents constitueixen col·lectivament la meitat de la circulació termohalina global que engloba el flux dels principals corrents oceànics. L'altra meitat és la circulació de retorn de l'oceà Austral (Southern Ocean overturning circulation, SMOC), i tots dos tenen un paper molt important en el sistema climàtic.
L'AMOC es caracteritza per un flux cap al nord d'aigua càlida i salada a les capes superiors de l'Atlàntic, i un flux cap al sud d'aigües més fredes i profundes. Aquestes «extremitats» estan enllaçades per regions de retorn als mars Nòrdic i Labrador i l'oceà Austral, tot i que es discuteix l'abast del retorn al mar de Labrador.
El canvi climàtic té el potencial de debilitar l'AMOC a través de l'augment del contingut de calor de l'oceà i dels fluxos elevats d'aigua dolça de les capes de gel que es fonen. Les reconstruccions oceanogràfiques en general suggereixen que l'AMOC ja és més feble que abans de la Revolució Industrial, tot i que hi ha un fort debat sobre el paper del canvi climàtic antropogènic vers la variabilitat a escala centenària i mil·lenària de la circulació. Els models climàtics projecten constantment que l'AMOC s'afebliria encara més al llarg del , la qual cosa afectaria la temperatura mitjana a zones com Escandinàvia i Gran Bretanya, escalfats pel corrent de l'Atlàntic Nord, així com acceleraria l'augment del nivell del mar a Amèrica del Nord i reduiria la producció primària a l'Atlàntic Nord.
Un debilitament greu de l'AMOC pot provocar un col·lapse total de la circulació, que no seria fàcilment reversible i, per tant, constituiria un dels punts d'inflexió del sistema climàtic. Una aturada tindria impactes molt més grans que una desacceleració tant en els ecosistemes marins com en alguns terrestres; reduiria la temperatura mitjana i les precipitacions a Europa, reduiria la producció agrícola de la regió, i podria tenir un efecte substancial en els esdeveniments meteorològics extrems. Els models del sistema Terra utilitzats en el projecte d'intercomparació de models acoblats indiquen que l'aturada només és probable després que es mantinguin nivells elevats d'escalfament molt després del 2100, però alguns investigadors els han criticat pel que consideraven una estabilitat excessiva, i una sèrie d'estudis de complexitat més baixa argumenten que un col·lapse pot ocórrer molt abans. Una d'aquestes projeccions de menor complexitat suggereix que el col·lapse de l'AMOC podria ocórrer al voltant del 2057, però molts científics són escèptics de l'afirmació. D'altra banda, la investigació paleoceanogràfica suggereix que l'AMOC pot ser encara més estable del que prediuen la majoria de models. En canvi, algunes investigacions suggereixen que la circulació de retorn de l'oceà Austral (SMOC) que tradicionalment es passa per alt pot ser més propensa a col·lapsar-se.
Estructura global miniatura|AMOC amb relació a la circulació termohalina global La circulació de retorn meridional de l'Atlàntic (AMOC) forma part d'una circulació termohalina global als oceans i és el component integrat zonalment dels corrents superficials i profunds de l'oceà Atlàntic. La circulació termohalina general és un patró de flux d'aigua a través dels oceans del món. L'aigua calenta flueix per la superfície fins que arriba a un dels pocs punts especials prop de Groenlàndia o l'Antàrtida. Allà, l'aigua s'enfonsa i després s'arrossega pel fons de l'oceà, a quilòmetres de profunditat, durant centenars d'anys, aflorant gradualment als oceans Pacífic i Índic. El flux superficial cap al nord transporta una quantitat substancial d'energia tèrmica des dels tròpics i de l'hemisferi sud cap a l'Atlàntic Nord, on la calor es perd a l'atmosfera a causa del fort gradient de temperatura. En perdre la seva calor, l'aigua es torna més densa i s'enfonsa. Aquesta densificació enllaça l'extremitat superficial càlida amb l'extremitat de retorn fred i profund a les regions de convecció dels mars Nòrdic i Labrador. Les extremitats també estan lligades a les regions de surgència, on una divergència de les aigües superficials provoca la succió d'Ekman i un flux ascendent d'aigües profundes.
L'AMOC està format per cel·les superiors i inferiors. La cel·la superior consta del flux de superfície cap al nord i el flux de retorn cap al sud de l'aigua profunda de l'Atlàntic Nord (North Atlantic Deep Water, NADW). La cel·la inferior representa el flux cap al nord de la densa aigua del fons antàrtic (Antarctic Bottom Water, AABW), que banya l'oceà abissal.
L'AMOC exerceix un control important sobre el nivell del mar de l'Atlàntic Nord, especialment al llarg de la costa nord-est d'Amèrica del Nord. El debilitament excepcional de l'AMOC durant l'hivern del 2009-2010 s'ha vist implicat en un augment nociu del nivell del mar de 13 cm al llarg de la costa de Nova York. Hi pot haver dos estats estables de l'AMOC: una circulació forta (com s'ha vist durant els darrers mil·lennis) i un mode de circulació feble, tal com suggereixen els models de circulació general acoblats atmosfera-oceà i els models de sistemes terrestres de complexitat intermèdia. No obstant això, diversos models del sistema Terra no identifiquen aquesta biestabilitat.
Efectes sobre el clima El transport net de calor cap al nord a l'Atlàntic és únic entre els oceans globals i és responsable de la calor relativa de l'hemisferi nord. L'AMOC transporta fins a un 25% del transport de calor atmosfera-oceà cap al nord, a l'hemisferi nord. En general, es pensa que això millora el clima del nord-oest d'Europa, tot i que aquest efecte és objecte de debat. A més d'actuar com a bomba de calor i dissipador de calor d'altes latituds, l'AMOC és el dipòsit de carboni més gran de l'hemisferi nord, segrestant aproximadament 0,7 Pg (0,7 Gt) C/any. Aquest segrest té implicacions significatives per a l'evolució de l'escalfament global antropogènic, especialment pel que fa a la recent i prevista disminució futura del vigor de l'AMOC.
Circulació termohalina i aigua dolça
La calor es transporta des de l'equador cap als pols principalment per l'atmosfera, però també pels corrents oceànics, amb aigua calenta prop de la superfície i aigua freda a nivells més profunds. El segment més conegut d'aquesta circulació és el Corrent del Golf, un gir impulsat pel vent, que transporta aigua calenta des del Carib cap al nord. Una branca cap al nord del Corrent del Golf, el Corrent de l'Atlàntic Nord, forma part de la circulació termohalina, transportant la calor més al nord cap a l'Atlàntic Nord, on el seu efecte en l'escalfament de l'atmosfera contribueix a escalfar Europa.
L'evaporació de l'aigua de l'oceà a l'Atlàntic Nord augmenta la salinitat de l'aigua a més de refredar-la; ambdues accions augmentant la densitat de l'aigua a la superfície. La formació de gel marí augmenta encara més la salinitat i la densitat, perquè la sal s'expulsa a l'oceà quan es forma el gel marí. Llavors aquesta aigua densa s'enfonsa i el corrent de circulació continua en direcció sud. No obstant això, la Circulació de retorn meridional de l'Atlàntic (AMOC) està impulsada per les diferències de temperatura i salinitat de l'oceà. Però l'aigua dolça disminueix la salinitat de l'aigua de l'oceà i, mitjançant aquest procés, evita que les aigües més fredes s'enfonsin. Aquest mecanisme possiblement va causar l'anomalia de la temperatura de la superfície de l'oceà freda que s'observa actualment a prop de Groenlàndia (la taca freda (Atlàntic nord)).
L'escalfament global podria provocar un augment de l'aigua dolça als oceans del nord, mitjançant la fusió de les glaceres a Groenlàndia i l'augment de les precipitacions, especialment a través dels rius de Sibèria.
Els estudis del Corrent de Florida suggereixen que el Corrent del Golf es debilita amb el refredament, sent més feble (un ~10%) durant la Petita Edat de Gel.
Regions de retorn Convecció i flux de retorn als mars nòrdics Les baixes temperatures de l'aire a les altes latituds provoquen un flux calorífic substancial de l'aire marí, provocant un augment de la densitat i la convecció a la columna d'aigua. La convecció de l'oceà obert es produeix en plomes profundes i és especialment forta a l'hivern, quan la diferència de temperatura de l'aire marí és més gran. Dels 6 sverdrup (Sv) d'aigua densa que flueix cap al sud sobre la dorsal Groenlàndia-Escòcia (Greenland-Scotland Ridge, GSR), 3 Sv ho fan a través de l'estret de Dinamarca formant el desbordament de l'estret de Dinamarca (Denmark Strait Overflow Water, DSOW). 0,5-1 Sv flueix per la dorsal Islàndia-Fèroe i els 2-2,5 Sv restants retornen pel les Fèroe-Canal de Bank; aquests dos fluxos formen I el desbordament d'Islàndia-Escòcia (Islàndia Scotland Overflow Water, ISOW). La major part del flux sobre la dorsal de les Fèroe-Shetland flueix a través de les Fèroe-Canal de Bank i aviat s'uneix al que fluïa sobre la dorsal d'Islàndia-Feroe, per fluir cap al sud en profunditat al llarg del flanc oriental de la dorsal Reykjanes. A mesura que ISOW (desbordament d'Islàndia-Escócia) es desborda al GSR (dorsal Groenlàndia-Escòcia), arrossega turbulentment aigües de densitat intermèdia com l'aigua del mode subpolar i l'aigua del mar de Labrador. Aquesta agrupació de masses d'aigua es mou geostròficament cap al sud al llarg del flanc est de la dorsal Reykjanes, a través de la zona de fractura de Charlie Gibbs i després cap al nord per unir-se a DSOW (desbordament de l'estret de Dinamarca). Aquestes aigües de vegades es coneixen com a desbordament dels mars nòrdics (Nordic Seas Overflow Water, NSOW). El NSOW flueix ciclònicament seguint la ruta superficial del gir subpolar (sub-polar gyre, SPG (al voltant del mar del Labrador)) i arrossega encara més l'aigua del mar del Labrador (Labrador Sea Water, LSW).
Se sap que la convecció està suprimida a aquestes altes latituds per la coberta de gel marí. El gel marí flotant «cobreix» la superfície, reduint la capacitat de la calor per moure's del mar a l'aire. Això al seu torn redueix la convecció i el flux de retorn profund de la regió. La coberta de gel marí de l'Àrtida d'estiu ha patit un retrocés espectacular des que es van iniciar els registres per satèl·lit l'any 1979, la qual cosa suposa una pèrdua de gairebé el 30% de la coberta de gel de setembre en 39 anys. Les simulacions de models climàtics suggereixen que la pèrdua ràpida i sostinguda de gel àrtic de setembre és probable en les futures projeccions climàtiques del .
Convecció i arrossegament al mar del Labrador