Механизмы резких изменений климата смоделировали российские ученые в ходе исследований, проведенных в Атлантическом океане. Об этих работах на страницах электронного издания "Наука и технологии России - STRF.ru" рассказала журналист Наталья Быкова.

Чтобы понять, как меняется Мировой океан с течением времени и как эти трансформации могут отразиться на глобальном климате, сотрудники Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН изучали так называемые промежуточные воды. Их считают индикатором интенсивности межокеанского глобального конвейера - течения, формируемого из-за разности свойств и уровней Тихого и Атлантического океанов. Это течение медленно движется у поверхности воды с севера Тихого океана к северу Атлантики, где охлаждается, опускается на глубину и начинает путь в обратном направлении. Данный процесс зависит от того, что происходит на промежуточных глубинах.

"Вообще измерить это невозможно, - поясняет руководитель исследования, заведующий лабораторией взаимодействия океана и атмосферы и мониторинга климатических изменений член-корреспондент РАН Сергей Гулёв. - Нельзя сказать, что я мерил скорость межокеанского конвейера и он течет со скоростью два сантиметра в секунду. Вы не найдете такого места в океане, где можно было бы проводить подобные замеры. В действительности складываются многие факторы, которые в результате осуществляют межокеанскую глобальную циркуляцию. Однако ее интенсивность достаточно хорошо характеризуется скоростью образования промежуточных вод на севере Атлантики, а вот ее-то можно зафиксировать".

Начиная с 1997 г. Институт океанологии ежегодно организует океанические экспедиции с целью детальных измерений параметров вод в районе 60° с.ш. между Гренландией и Британскими островами. Хотя науке известно, что главный рычаг управления межокеанским конвейером находится в северной части субполярной Атлантики - именно сюда стекается весь поток воды, затем опускающийся на большие глубины, - неясными остаются некоторые детали самого процесса. С одной стороны, понятно, что "потонуть" этот поток может лишь из-за уплотнения, а это произойдет, если вода либо охладится, либо "осолонится". С другой - интенсивность взаимодействия океана и атмосферы, от которой зависит скорость этого охлаждения и роста солености, в значительной степени определяется атмосферными процессами, гораздо более быстрыми по сравнению с происходящими в океане.

С борта научно-исследовательского судна "Академик Иоффе" сотрудники лаборатории Сергея Гулёва каждый год в течение целого месяца измеряют температуру и соленость промежуточных вод, а также интенсивность потоков тепла на границе океан-атмосфера.

Схема межокеанского глобального конвейера - течения, формируемого из-за разности свойств и уровней Тихого и Атлантического океанов.

Затем с помощью физико-математических моделей рассчитывают, как происходит транспорт воды и тепла между Атлантическим океаном и Арктикой - областью, откуда, если верить одной из версий возможных климатических изменений, в результате таяния ледников на планету придет потепление, последствия которого предсказать трудно. Процесс может занять десятки лет или столетие, однако для человеческой цивилизации это и есть быстрые изменения.

Специалисты установили: в течение последних двух десятилетий происходило интенсивное потепление и осолонение поверхностных вод. При этом потепление, приводящее к уменьшению плотности вод, не компенсировалось осолонением - оно, наоборот, приводит к их "утяжелению". Именно поэтому произошло существенное замедление межокеанского конвейера. Теплая вода стала все в больших количествах поступать в Арктический бассейн, приводя наряду с другими факторами к таянию полярных льдов, площадь которых сократилась за это время почти на 30%.

Кроме того, исследователи обнаружили новый очаг глубокой конвекции, определяющей движение в глубину поверхностных вод, образование промежуточных вод и возвратного потока. Если раньше считалось, что главным таким очагом служит Лабрадорское море, то сейчас стало ясно: аналогичные процессы происходят к востоку от Гренландии - в море Ирмингера. Однако чтобы прогнозировать глубокую конвекцию, надо учитывать оба очага и, главное, взаимодействие между ними.

Впрочем, для полного описания всех этих явлений недостаточно знаний лишь о том, что "творится" в океане. Не менее важна точная оценка потоков энергии на границе океана и атмосферы. Сотрудники Института океанологии разработали новые методы расчетов таких потоков и впервые построили модель их интенсивности. Как оказалось, те из них, что направлены в атмосферу, охлаждают океан, приводя к конвективным процессам только в относительно короткие отрезки времени - несколько лет, а в длительные (больше 10 - 15 лет) температуры определяют долговременные изменения потоков. Таким образом, роль океана в изменении климата двояка: он выступает пассивным фактором на коротких отрезках времени, но становится активным на длинных.

Для понимания этих механизмов ученые построили модель океанской циркуляции с пространственным разрешением всего в несколько десятков километров. Она позволяет представить колебательный процесс, в ходе которого океанский конвейер то ослабевает, то усиливается. Теперь дело за объединением этих представлений с существующими моделями климата, что позволит учесть наблюдаемые специалистами процессы в описании ожидаемых изменений.

Пока же на основе полученных данных можно сказать, что океанский конвейер повлиял на климат, в результате чего траектории циклонов над Европейским континентом сместились и там существенно поменялась структура осадков. Хотя число дней с осадками осталось прежним, однако происходит их перегруппировка в серии достаточно продолжительных влажных и засушливых периодов. В итоге более интенсивными становятся как экстремальные осадки, приводящие к наводнениям, так и засухи, связанные с длительными тепловыми волнами, приводящими к лесным пожарам.

Быкова Н. Российские ученые нашли новые взаимосвязи океана и климата. - Электронный журнал "Наука и технологии России - STRF.ru", 17 июля 2012 г.

Иллюстрации с сайта Института океанологии им. П. П. Ширшова Материал подготовил Сергей МАКАРОВ