Более ста лет участок холодной воды к югу от Гренландии противостоит общему потеплению Атлантического океана, вызывая дискуссии среди учёных. Новое исследование определяет причину этого явления как долгосрочное ослабление основной системы циркуляции океана.
Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде показывают, что только одно объяснение соответствует как наблюдаемым температурам океана, так и моделям солёности: система Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (AMOC) замедляется. Эта массивная система течений помогает регулировать климат, перемещая тёплую солёную воду на север, а более холодную — на юг на глубине.
«Люди задавались вопросом, почему существует это холодное пятно, — сказал учёный-климатолог из UCR Вэй Лю, возглавлявший исследование вместе с докторантом Кай-Юанем Ли. — Мы обнаружили, что наиболее вероятным ответом является ослабление AMOC».
AMOC действует как гигантский конвейер, доставляющий тепло и соль из тропиков в Северную Атлантику. Замедление этой системы означает, что менее тёплая и солёная вода достигает субполярной области, что приводит к охлаждению и опреснению, наблюдаемым к югу от Гренландии.
Когда течение замедляется, меньше тепла и соли достигают Северной Атлантики, что приводит к более холодным и пресным поверхностным водам. Именно поэтому данные о солёности и температуре можно использовать для понимания силы AMOC.
Лю и Ли проанализировали столетние данные, поскольку прямые наблюдения за AMOC ведутся только около 20 лет. Из этих долгосрочных записей они реконструировали изменения в системе циркуляции и сравнили их почти со 100 различными климатическими моделями.
Как показывает статья, опубликованная в Communications Earth & Environment, только модели, имитирующие ослабление AMOC, соответствовали реальным данным. Модели, предполагающие усиление циркуляции, не приблизились к ним.
«Это очень надёжная корреляция, — сказал Ли. — Если вы посмотрите на наблюдения и сравните их со всеми симуляциями, только сценарий ослабления AMOC воспроизводит охлаждение в этом регионе».
Исследование также показало, что ослабление AMOC коррелирует с понижением солёности. Это ещё один явный признак того, что менее тёплая и солёная вода транспортируется на север.
Последствия этого явления обширны. Аномалия Южной Гренландии важна не только потому, что она необычна, но и потому, что это один из наиболее чувствительных регионов к изменениям в циркуляции океана. Она влияет на погодные условия в Европе, изменяя количество осадков и смещая струйное течение, которое представляет собой высотный воздушный поток, направляющий погодные системы и помогающий регулировать температуры в Северной Америке и Европе.
Замедление может также нарушить морские экосистемы, поскольку изменения солёности и температуры влияют на то, где могут обитать виды.
Этот результат может помочь разрешить спор среди разработчиков климатических моделей о том, что является основной причиной охлаждения Южной Гренландии: динамика океана или атмосферные факторы, такие как аэрозольное загрязнение. Многие новые модели предполагали последнее, прогнозируя усиление AMOC из-за снижения выбросов аэрозолей. Но эти модели не смогли воспроизвести фактическое наблюдаемое охлаждение.
«Наши результаты показывают, что только модели с ослаблением AMOC верны, — сказал Лю. — Это означает, что многие из недавних моделей слишком чувствительны к изменениям аэрозолей и менее точны для этого региона».
Исследование также подчёркивает способность делать чёткие выводы на основе косвенных доказательств. При ограниченных прямых данных о AMOC записи о температуре и солёности предоставляют ценную альтернативу для обнаружения долгосрочных изменений и прогнозирования будущих климатических сценариев.
«У нас нет прямых наблюдений, охватывающих столетний период, но данные о температуре и солёности позволяют нам ясно увидеть прошлое», — сказал Ли. «Эта работа показывает, что AMOC ослабевает более ста лет, и эта тенденция, вероятно, сохранится, если уровень парниковых газов продолжит расти».
По мере изменения климатической системы влияние холодного пятна Южной Гренландии может усиливаться. Надежда состоит в том, что, раскрыв его происхождение, учёные смогут лучше подготовить общества к тому, что ждёт впереди.
«Техника, которую мы использовали, — это мощный способ понять, как система изменилась и куда она, вероятно, движется, если уровень парниковых газов продолжит расти», — сказал Ли.
Предоставлено Калифорнийским университетом в Риверсайде.