На ежегодном симпозиуме «Живая планета» представители услышали, как гравитационная миссия нового поколения от ЕКА может впервые предоставить возможность напрямую отслеживать жизненно важную систему циркуляции океана, которая согревает нашу планету, но сейчас ослабевает, рискуя обрушиться и привести к далеко идущим последствиям.
Система океанических течений, о которой идёт речь, называется Атлантическим меридиональным опрокидывающим течением (AMOC) — это сложная сеть течений, включая Гольфстрим, которая играет решающую роль в регулировании климата Земли.
AMOC переносит тёплую воду из тропиков на север в верхних слоях Атлантического океана. Когда вода достигает Северной Атлантики, она отдаёт тепло в атмосферу, охлаждается, становится плотнее, и поверхностные слои опускаются. Эта холодная глубинная вода затем течёт на юг и в конечном итоге возвращается на поверхность за счёт апвеллинга, вызванного ветром, в Южном океане, и процессов перемешивания.
Перемещая тёплую воду на север, а холодную — на юг, AMOC является ключевым механизмом в глобальной климатической системе, помогая поддерживать энергетический баланс планеты. В его основе лежит формирование Североатлантической глубоководной воды в Норвежском и Лабрадорском морях, но именно этот процесс сейчас находится под угрозой.
Роль новой миссии
Согласно теории и численным моделям океана, ключевой особенностью AMOC, которую можно измерить с помощью спутника, является его влияние на давление на дне океана вдоль западной части Северной Атлантики. В принципе, это должно позволить отслеживать AMOC из космоса. Однако сигнал узкий, и его будет трудно обнаружить — здесь на помощь приходит миссия ЕКА нового поколения (NGGM).
ЕКА в настоящее время разрабатывает два идентичных спутника NGGM, которые войдут в состав созвездия ESA–NASA MAGIC, наряду с миссией NASA-DLR GRACE-C.
Илияс Дарас, научный сотрудник миссии NGGM от ЕКА, сказал: «Наши исследования показывают, что спутниковые гравиметрические данные, особенно данные NGGM, предоставят беспрецедентные возможности для измерения различий и изменений давления на дне океана между верхними и нижними континентальными склонами — регионами с крутым наклоном морского дна, которые лежат между континентальными шельфами и глубоководными океаническими бассейнами».
«Хотя эти сигналы слабые и развиваются медленно, передовые методы обработки данных позволят нам выделить сигнатуру AMOC, демонстрируя впервые потенциал будущих миссий, подобных NGGM, и созвездия MAGIC в целом для обеспечения надёжного мониторинга из космоса».
«Благодаря данным NGGM можно создать систему наблюдения, которая позволит нам лучше отслеживать ослабление AMOC и обнаруживать потенциальный коллапс», — добавил он.
Рори Бингхэм из Бристольского университета в Великобритании пояснил: «Предыдущие исследования уже показали, что спутниковая гравиметрия обладает потенциалом для обнаружения изменчивости AMOC. Основываясь на этой работе, недавний анализ показывает, что для точного измерения AMOC крайне важно фиксировать сигналы давления на дне океана как с верхнего, так и с нижнего континентального склона и рассчитывать их разницу».
«Однако нижний склон, где сигнал слабее, представляет наибольшую трудность. В отличие от текущих гравитационных миссий, где сигнал, связанный с AMOC, скрыт, NGGM и созвездие MAGIC предлагают многообещающий новый способ отслеживания его силы», — сказал Бингхэм.
«Сочетая раннюю тревогу, полученную с помощью наблюдений с поверхности, подтверждённую более глубокими, динамически согласованными сигналами, следующее поколение спутниковых миссий может значительно улучшить нашу способность обнаруживать — и реагировать на — серьёзные климатические риски, связанные с изменениями AMOC», — отметил он.
«Более того, эти измерения могут быть дополнены данными о температуре поверхности моря и солёности из предстоящих миссий, таких как CIMR, наряду с существующими миссиями, такими как SMOS и Copernicus Sentinel-3, чтобы создать более полную картину AMOC», — заключил Бингхэм.
Симонетта Чели, директор ЕКА по программам наблюдения Земли, сказала: «Это поистине захватывающее открытие. NGGM, которую мы разрабатываем в рамках нашей программы FutureEO, уже показывает большие перспективы в точном отслеживании того, где хранится вода на Земле, и того, как она перемещается по планете. Тот факт, что она также может обнаруживать и отслеживать ослабление AMOC, добавляет ещё одну мощную возможность в её портфель».
«При условии, что результаты Совета ЕКА на министерском уровне позднее в этом году будут положительными, мы намерены продолжить деятельность по развитию NGGM и созвездия ESA–NASA MAGIC», — подытожила Чели.