Учёные потеряли тепло океанов

Об этом мало кто знает, но прямо сейчас происходит крупнейшее ограбление века. Каждую секунду исчезают сотни триллионов джоулей энергии. Следователи подозревают глубины океанов, но доказать ничего не могут.

Впрочем, повода для паники нет. Новое исследование намекает на то, что в действительности не существует никакой недостачи.

Теперь по порядку. Как известно, парниковые газы улавливают тепло, что приводит к глобальному потеплению. Обычно мы зацикливаемся на температурных рекордах, установленных в тех слоях атмосферы, которые находятся в непосредственной близости к поверхности планеты, но это только часть общей картины. Помимо атмосферы, есть и другие резервуары тепла, и в первую очередь это Мировой океан. В действительности около 90% энергии, удерживаемой парниковыми газами, попадает именно туда.

В 2000-х годах несколько раз регистрировалась Ла-Нинья — холодная фаза Южной осцилляции, то есть колебаний температуры поверхности тропической части Тихого океана. Как ни странно, именно в годы Ла-Ниньи количество энергии, запасаемой планетой, увеличивалось быстрее, чем в годы Эль-Ниньи — тёплой фазы.

На самом деле в этом нет ничего странного. Ла-Нинья и Эль-Нинья приводят к соответствующим изменениям облачности, осадков и путей циклонов. Например, Ла-Нинья означает ясное небо в тихоокеанских тропиках и рост поглощаемого солнечного излучения. Напротив, тёплый Эль-Ниньо увеличивает испарение и создаёт плотную облачность.

Благодаря спутникам измерить входящее солнечное излучение и исходящее инфракрасное сегодня можно очень точно. Но отследить добавочную энергию мы можем только в атмосфере — с помощью широкой сети метеостанций (и спутников тоже), а вот с океаном всё далеко не так просто. До недавнего времени специалисты полагались на измерение температуры поверхности океана с кораблей. В 2003 году была введена в строй всемирная сеть автоматических инструментов «Арго», состоящая сегодня из трёх тысяч буёв, постоянно следящих за температурой в двухкилометровом слое океана. Вот с них-то всё и началось.

В 2010 году Кевин Тренберт и Джон Фасулло из Национального центра атмосферных исследований США опубликовали в журнале Science статью о нестыковке данных, касающихся теплового баланса Земли. С одной стороны, спутники ясно показали, что с 2004 по 2008 год прирост энергии увеличивался, а система «Арго», фиксировавшая тепло океана, дала другие цифры. Это можно сравнить с ситуацией, когда с вашего банковского счёта исчезает $1 000, хотя чеков вы выписали только на $300.

Недостающую энергию не удалось отследить ни одним из доступных науке методов. Может быть, для обывателя это не столь захватывающая тема, как нейтрино, летящие быстрее света, но для всех специалистов, имеющих отношение к климатологии, она важнее. Тренберт и Фасулло предположили, что энергия запасается в тех глубинах Мирового океана, к которым у нас пока нет доступа. Модели и впрямь показали, что верхняя часть океана должна охлаждаться по мере ухода тепла на глубину. Одна работа, опубликованная в 2011 году, предложила альтернативный вариант: неопределённость измерений теплосодержания океана настолько высока, что вся проблема — результат экспериментальных ошибок.

Важным источником этой ошибки как раз мог стать переход от судовых измерений к датчикам «Арго»: новые инструменты работают по-иному, изменилось распределение точек измерения, их плотность менялась, поскольку развёртывание системы происходило постепенно, — отсюда неопределённость, не поддающаяся оценке.

Поэтому новое исследование воспользовалось другими источниками данных для расчёта теплосодержания океана. Главный вывод заключается в том, что неопределённость в течение переходного периода развёртывания «Арго» и впрямь была довольно большой. Но в действительности, отмечают авторы, разница между количеством тепла в океане и итоговым теплоэнергетическим балансом Земли не столь уже велика: её нельзя назвать статистически значимой, она хорошо укладывается в пределы неопределённости. Это говорит о том, что недостающая энергия не пропала без вести.

По крайней мере одно остаётся ясным, как ни считай: Земля неуклонно накапливает энергию. В 2001–2010 годах количество энергии, полученной планетой, превысило исходящий объём в среднем на 0,5 Вт/м².

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Подготовлено по материалам Ars Technica.