Замедление движения океана

Sep 18, 2023

Анжела Колберт, доктор философии, Лаборатория реактивного движения НАСА

Визуализация океанских течений в Северной Атлантике. Цвета показывают температуру поверхности моря (оранжевый и желтый — теплее, зеленый и синий — холоднее). Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА.

Поскольку океан нагревается и лед суши тает, это может повлиять на циркуляцию океана — перемещение тепла вокруг планеты посредством течений. В настоящее время проводятся исследования со спутниками НАСА и другими данными, чтобы узнать больше.

Динамичный и мощный океан играет жизненно важную роль в климате Земли. Он помогает регулировать температуру Земли, поглощает углекислый газ (CO2) из ​​атмосферы и поддерживает круговорот воды. Одна из наиболее важных функций океана — перемещение тепла по планете посредством течений.

Течения Атлантического океана играют особенно важную роль в нашем глобальном климате. Движение воды на север и юг по Атлантике может ослабнуть из-за изменения климата, что может стать проблемой. Чтобы понять почему, давайте выясним, что движет крупномасштабной циркуляцией океана.

Ветры и вращение Земли создают крупномасштабные поверхностные течения в океане. Теплые, быстрые течения вдоль западных окраин океанских бассейнов переносят тепло от экватора к Северному и Южному полюсам. Одним из таких течений является Гольфстрим, который течет вдоль восточного побережья Северной Америки и несет теплые воды из тропиков в Европу. Эта теплая вода и тепло, которое она выделяет в атмосферу, являются основной причиной того, что в Европе климат более умеренный, чем на северо-востоке США и в Канаде. Например, сравните климат Нью-Йорка и Мадрида в Испании, которые находятся примерно на одинаковом расстоянии к северу от экватора.

Различия в плотности вызывают медленно движущиеся океанские течения в глубоком океане. Плотность — это масса объекта (сколько в нем материи) на единицу объема (сколько места он занимает). И температура, и соленость (соленость) влияют на плотность воды. Холодная вода плотнее теплой, а соленая вода плотнее пресной. Таким образом, глубокие течения обычно состоят из холодной и соленой воды, опустившейся с поверхности.

Одно из мест, где поверхностные воды опускаются в глубокий океан, находится в Северной Атлантике. Когда вода испаряется и отдает часть тепла воздуху, море становится холоднее и немного соленее. Кроме того, когда образуется морской лед, он замораживает поверхностную воду, оставляя после себя соль, что делает оставшуюся морскую воду еще более соленой. Как только эта более холодная и соленая вода становится достаточно плотной, она опускается в глубокий океан. Более теплая и менее плотная вода из Гольфстрима устремляется на смену опустившейся воде. Это движение помогает привести в действие глобальный «конвейер» океанских течений, известный как термохалинная циркуляция, который перемещает тепло вокруг Земли. Ученые измеряют поток атлантических вод на север и юг, на поверхности и на глубине, чтобы оценить силу этой атлантической меридиональной циркуляции океана (AMOC).

Поскольку концентрация углекислого газа в атмосфере повышается в результате действий человека, глобальная температура воздуха и океана повышается. Теплая вода имеет меньшую плотность, и поэтому ее труднее тонуть. В то же время ледяной покров Гренландии тает из-за повышения температуры воздуха и океана, а растаявший лед добавляет пресную воду в Северную Атлантику. Это изменение уменьшает соленость воды, делая ее менее плотной и труднее тонуть.

Если достаточное количество воды перестанет тонуть, AMOC ослабнет. В зависимости от того, насколько ослабнет AMOC, он может изменить региональные погодные условия, такие как количество осадков, и повлиять на то, где и насколько хорошо будут расти сельскохозяйственные культуры. Согласно последнему отчету Международной группы экспертов по изменению климата (IPCC), включающему исследования сотен ученых, AMOC «весьма вероятно ослабнет в 21 веке» из-за изменения климата.

Ученые, используя данные о температуре и уровне моря, сделали вывод о силе АМОК за последнее столетие, и данные свидетельствуют о том, что он, возможно, уже ослаб. Однако прямые измерения за последние 30 лет пока не подтвердили такого снижения.