Средиземное море особенно восприимчиво к морским волнам тепла, таким как рекордная волна тепла 2022 года, которая характеризовалась аномально высокими температурами поверхности моря. Это связано с взаимодействием потоков тепла между воздухом и морем и местными океанографическими процессами, что оказывает значительное влияние на морские экосистемы и прибрежные сообщества.
Новое исследование, проведённое под руководством CMCC, приближает научное сообщество на шаг ближе к выявлению движущих сил этих явлений.
Анализ более сотни событий морских волн тепла, выявленных с помощью передовых спутниковых данных и кластерного анализа, показывает, что устойчивые субтропические хребты — вторжения тёплого воздуха из Африки в Европу, часто неофициально называемые африканскими антициклонами — играют гораздо большую роль, чем просто повышение температуры воздуха.
Хотя субтропические хребты часто возникают летом примерно каждые два дня, их устойчивость создаёт критические условия для формирования морских волн тепла. Во время начала морской волны тепла возникновение хребтов становится устойчивым — связанная с хребтом система высокого давления становится стационарной, нарушая нормальное движение погодных систем на восток.
Когда эти хребты задерживаются над Средиземноморским бассейном в течение пяти и более дней, они вызывают прекращение преобладающих ветров, что приводит к тому, что море перестаёт отдавать тепло, а поверхностные воды быстро нагреваются.
«Наше исследование определяет благоприятные условия, приводящие к морским волнам тепла, и показывает, что они запускаются устойчивыми субтропическими хребтами, которые ослабляют сильные ветры в этом районе», — говорит исследователь CMCC и соавтор исследования Ронан МакЭдам.
Результаты показывают, что 63,3%, 46,4% и 41,3% морских волн тепла в Западном, Центральном и Восточном Средиземноморье соответственно происходят в периоды, когда присутствуют как субтропические хребты, так и ослабление ветровых условий — замечательная концентрация, учитывая, что такие условия наблюдаются только в 8,6–14,6% всех летних дней.
Когда субтропические хребты сохраняются в течение нескольких дней, связанное с этим снижение скорости ветра вызывает существенное сокращение потерь тепла океаном в атмосферу. Эти потери тепла составляют более 70% общего потока тепла в пострадавших регионах и определяют большую часть изменения температуры океана.
«Очень приятно выявить механизмы, лежащие в основе явлений, которые мы изучаем годами», — говорит ведущий автор Джулия Бонино.
Более того, коэффициенты правдоподобия в трёх средиземноморских кластерах — 26 событий в Западном Средиземноморье, 18 в Центральном Средиземноморье и 14 в Восточном Средиземноморье — показывают, что, когда субтропический хребет и слабые ветры действуют вместе, вероятность формирования волны тепла возрастает в четыре-пять раз.
Открытие этой статистической взаимосвязи закладывает основу для более точных систем прогнозирования, которые могут помочь защитить уязвимые морские экосистемы и зависимые от них отрасли от будущих экстремальных явлений.
Например, в Лионском заливе подповерхностные температуры поднялись почти на 7 °C всего за два дня во время наиболее экстремальных событий, что иллюстрирует драматическую скорость, с которой могут развиваться морские волны тепла, и необходимость точных прогнозов и эффективных мер реагирования.
«Это было отличное сотрудничество между океанографами и учёными-атмосферниками — объединение опыта и страсти имеет значение», — отмечает соавтор Ронан МакЭдам.
Объединив тонкости метеорологии с данными океана высокого разрешения, команда показывает, что системы раннего предупреждения могут выйти за рамки температурных порогов и охватить физику, которая фактически запускает событие.
Поскольку Средиземное море нагревается быстрее, чем в среднем по миру, точное знание о том, когда морская волна тепла вот-вот обрушится, имеет важное значение.
«Наша работа освещает ранее не идентифицированные процессы, которые необходимы для точного представления средиземноморских морских волн тепла», — говорит МакЭдам.
«Эти результаты имеют решающее значение для улучшения прогнозных систем и моделей системы Земли, представляя собой ключевой шаг на пути к эффективным стратегиям раннего предупреждения и смягчения последствий в бассейне».
Предоставлено Евро-Средиземноморским центром по изменению климата.