Ученые СПбГУ заглянули в прошлое Атлантики, чтобы узнать о будущем Арктики
Движение воды в Мировом океане можно представить в виде огромного конвейера, несущего теплые поверхностные воды на север Атлантики и далее в Северный Ледовитый океан
Океанологи Санкт-Петербургского государственного университета вместе со специалистами фонда полярных исследований «Нансен-центр» разработали алгоритм, который позволил узнать, что происходило с областями глубокой конвекции Атлантики почти 70 лет назад. Эти зоны, где вода с поверхности океана опускается на дно, влияют на то, насколько много тепла переносится в Арктику. Результаты работы помогут ученым понять, как изменится климат северного региона в будущем.
Движение воды в Мировом океане можно представить в виде огромного конвейера, несущего теплые поверхностные воды на север Атлантики и далее в Северный Ледовитый океан, а холодные глубинные воды — обратно на юг. Хотя причины ускорения таяния льдов Арктики в последние десятилетия остаются предметом дискуссий, одним из возможных факторов ученые называют увеличение притока тепла с океаническими течениями.
Эти поверхностные и глубинные потоки связаны друг с другом через процесс глубокой конвекции. В некоторых приполярных районах вода на поверхности океана охлаждается, становится плотнее и уходит на дно — этот процесс и называется конвекцией.
Если океан отдает в атмосферу больше тепла, то процесс становится интенсивнее, ускоряя движение всего глобального конвейера. Сегодня ученым известны четыре области глубокой конвекции в северной Атлантике: в Гренландском море, в море Лабрадор, в море Ирмингера, а также между последними двумя морями.
«Размеры областей конвекции по меркам океана совсем небольшие — всего около 100 километров в диаметре, к тому же каждую зиму они возникают в разных местах и в разное время. Эти области достаточно трудно обнаружить по имеющимся довольно малочисленным океанографическим наблюдениям, — рассказал руководитель проекта, доцент СПбГУ кандидат географических наук Игорь Башмачников. — У нас есть более или менее надежные наблюдения интенсивности конвекции только за последние 10–15 лет, а в масштабах климатических изменений это слишком короткий срок, чтобы достоверно определить направление развития климатических процессов».
Для решения этой проблемы океанологи разработали новый алгоритм, который основан на данных наблюдений с 1950 года по настоящее время. Он позволил понять, как интенсивность конвекции менялась в трех морях в течение последних 70 лет. Результаты, как отмечает Игорь Башмачников, получились довольно неожиданными.
Например, конвекция в море Ирмингера, которая раньше считалась менее значимой, как раз наибольшим образом влияет на скорость движения глобального конвейера, а значит, и на «перекачку» тепла в Арктику. А вот быстрое таяние гренландских ледников, о котором сегодня говорят многие ученые по всему миру, пока существенного влияния на глубокую конвекцию не оказывает.
«Мы также смогли выделить циклы развития конвекции продолжительностью около 30 лет, — рассказал океанолог СПбГУ. — Эти циклы раньше были известны по колебаниям различных атмосферных и океанографических характеристик, но впервые были выявлены в изменениях интенсивности глубокой конвекции. Сейчас мы видим, что скорость потепления замедляется, что, возможно, является наложением подобной 30-летней периодичности на общую тенденцию».
На следующем этапе ученые займутся построением прогнозов: для этого они используют тот же алгоритм, но основанный уже на данных климатических моделей. «Причины изменчивости климата Арктики во многом остаются непонятными, — объяснил Игорь Башмачников. — Наша работа внесет вклад в понимание механизмов происходящих сегодня климатических изменений».
Проект «Динамика глубокой конвекции в субполярных и полярных районах океана в условиях меняющегося климата, ее связь с потоками пресной воды и тепла и влияние на Атлантическую меридиональную термохалинную циркуляцию» поддержан грантом Российского научного фонда № 17-17-01151.