Недавно опубликованное в Geophysical Research Letters исследование показывает, как изменения плотности воды в субполярном регионе Северной Атлантики могут быстро влиять на силу Атлантической меридиональной оборотной циркуляции (AMOC) — критически важной системы океанских течений, которая перераспределяет тепло и углерод по всей планете.
Это исследование, проведённое Т. Петитом и его коллегами, использует климатические модели высокого разрешения в сочетании с наблюдениями из программы OSNAP (Overturning in the Subpolar North Atlantic Program), чтобы разгадать связи между изменениями в северных районах Атлантики и силой циркуляции в средних широтах.
Понимание AMOC и её глобальной роли
Атлантическая меридиональная оборотная циркуляция — это крупномасштабная система океанских течений, которая переносит тёплое солёное поверхностное течение из тропиков на север к более высоким широтам, где оно охлаждается, опускается и возвращается на юг в виде холодного глубинного течения. Этот непрерывный цикл имеет решающее значение для регулирования климата Земли путём переноса тепла и углерода, а также распределения питательных веществ, критически важных для морских экосистем.
Изменения в силе AMOC имеют глубокие последствия для погодных условий, повышения уровня моря и углеродного цикла. Несмотря на десятилетия исследований, до сих пор оставалось неясным, как вариации AMOC в высоких северных широтах влияют на силу циркуляции дальше на юг.
Основные выводы о плотности воды и динамике циркуляции
Исследование фокусируется на регионе вблизи 45° северной широты — зоне средних широт — и субполярной Северной Атлантике, где вода начинает опускаться и формировать обратное течение. Изучив подробные наблюдения из OSNAP — сети заякоренных платформ и автономных аппаратов, развёрнутых в Лабрадорском море между Гренландией и Шотландией — в сочетании с симуляциями климатических моделей, исследователи предоставили новые сведения о том, как колебания плотности воды в высоких широтах приводят к изменениям силы AMOC на нисходящих участках.
Команда обнаружила, что колебания плотности опускающейся воды в субполярной Северной Атлантике оказывают прямое влияние на силу AMOC в средних широтах. Интересно, что сила AMOC, измеренная в субполярных широтах, сама по себе не предсказывает силу AMOC в средних широтах. Вместо этого значение имеет градиент плотности этой водной массы, который формируется под воздействием атмосферных условий, в частности изменений атмосферного давления, влияющих на ветровое напряжение и плавучесть на поверхности океана.
Примерно за один год эти аномалии плотности распространяются на юг вдоль дальневосточной стороны Северной Атлантики. Это движение увеличивает градиент плотности в средних широтах, что, в свою очередь, модулирует силу AMOC в этом регионе. Исследование таким образом выявляет быструю связь между изменениями плотности северной части океана и изменчивостью течений на нисходящих участках, подчёркивая динамическое взаимодействие между атмосферным воздействием и океанской циркуляцией.
Последствия для мониторинга и будущих климатических прогнозов
Эти выводы имеют большое значение для стратегий наблюдения за океаном и прогнозирования климата. Исследователи предполагают, что мониторинг изменений плотности в субполярной Северной Атлантике с помощью сетей, подобных OSNAP, может служить ранним индикатором вариаций силы AMOC дальше на юг. Это может улучшить прогнозы будущих климатических условий, поскольку AMOC влияет на температуру и погодные условия на больших территориях Северного полушария.
Исследование также даёт информацию для разработки будущих систем мониторинга океана, подчёркивая важность наблюдений с высоким разрешением и распределённых в пространстве. Поскольку роль океана в климате продолжает оставаться центральным вопросом, понимание того, как быстро и посредством каких механизмов AMOC реагирует на изменения окружающей среды, имеет решающее значение для прогнозирования последствий продолжающегося глобального потепления.