Полярный климат влияет на силу пассатов в тропиках

Давно признано влияние колебаний температуры поверхности моря в тропической части Тихого океана на глобальный климат. Например, эпизодическое потепление тропической части Тихого океана во время явлений Эль-Ниньо вызывает таяние морского льда в далеко простирающихся частях Южного океана* за счет своего воздействия на глобальную атмосферную циркуляцию. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances международной командой  климатологов, показывает, что существует и обратный путь.

Используя иерархию имитационных моделей климата, авторы демонстрируют физические пути, с помощью которых вариации полярного климата могут влиять на пассаты в тропиках.

«Климатические сигналы могут распространяться из полярных регионов в тропики либо через атмосферу, либо через океан», — пояснил Мальте Стюкер, соавтор работы и доцент кафедры океанографии и Международного тихоокеанского исследовательского центра Гавайского университета в Маноа. «Наши симуляции климатической модели были разработаны, чтобы исследовать относительную роль этих путей и различать их важность для возмущений, исходящих от Северного или Южного полюса».

Авторы обнаружили, что в наиболее сложных модельных расчетах, которые включают реалистичные представления океана, атмосферы, суши и морского льда, аномальное похолодание в любом полушарии приводит к усилению тропических пассатов.

Ведущий автор Сара Канг из Ульсанского национального института науки и технологий в Южной Корее объяснила причины этих экспериментов: «Одним из самых больших источников неопределенности в нынешнем поколении климатических моделей являются предубеждения в представлении облаков над холодным Южным океаном.  Мы хотели изучить, какое влияние слишком сильное отражение солнечной радиации этими облаками в космическое пространство может оказать на глобальный климат. Кроме того, большие выбросы аэрозолей в конце 20 века из-за промышленной деятельности в Северном полушарии привели к небольшому временному снижению темпов глобального потепления, что связано с увеличением выбросов парниковых газов».

Согласно результатам авторов, оба этих эффекта потенциально могут объяснить, почему тихоокеанские пассаты были аномально сильными в последние десятилетия.

«Если бы сообщение между полюсами и тропиками происходило только через атмосферу, мы бы увидели довольно четкую реакцию в тропиках в зависимости от того, происходит ли аномальное похолодание из Арктики или Антарктики», — говорят ученые.

«Это связано с тем, что зона межтропической конвергенции* — расположена к северу от экватора. Она эффективно блокирует сообщение от Арктики до экватора через атмосферу».

Авторы показывают, что усиленный подъем холодных подземных вод в восточной части тропической части Тихого океана может передать охлаждение Арктики в тропики и тем самым усилить пассаты.

Важным следствием полученных результатов является то, что уменьшение неопределенности в моделируемом внетропическом климате может также привести к улучшению моделирования климата в тропиках.

Иерархия моделей, разработанная учеными, может быть использована для дальнейшего изучения двусторонних взаимодействий между тропиками и полярными регионами как для будущих климатических прогнозов, так и для интерпретации реконструкций климатических состояний в геологическом прошлом.

*Южный океан — наименование южных частей Тихого, Атлантического и Индийского океанов, окружающих Антарктиду и нередко выделяемых как «пятый океан», не имеющий, однако, чётко очерченной островами и континентами северной границы.

*Зона Межтропической конвергенции (ITCZ), известная морякам как депрессия или затишье из-за своей монотонной, безветренной погоды, является областью, где сходятся северо-восточные и юго-восточные пассаты. Она окружает Землю вблизи теплового экватора, хотя ее конкретное положение меняется в зависимости от сезона.  Она появляется в виде полосы облаков, обычно грозовых, которые окружают земной шар вблизи экватора.