Глобальное потепление ускоряет океанические течения

Два года назад океанографы сделали удивительное открытие: Океаны не только потеплели из-за антропогенного изменения климата, но и течения, проходящие через них, ускорились - примерно на 15% за десятилетие с 1990 по 2013 год. В то время многие ученые подозревали, что ускорение течений вызвано усилением океанских ветров. Но новое модельное исследование указывает на другого виновника: склонность океана к нагреванию сверху вниз, что приводит к сужению поверхностных слоев, где вода течет быстрее, как кровь в закупоренных артериях. Исследование предполагает, что изменение климата будет продолжать ускорять поперечные океанические течения, потенциально ограничивая количество тепла, которое океан может захватить, и усложняя миграцию и без того подверженных стрессу морских обитателей.

"Этот механизм очень важен", - говорит Ху Шицзянь, океанограф из Института океанологии Китайской академии наук, ведущий автор работы 2020 года. "Новая статья напрямую связывает потепление поверхности и ускорение циркуляции верхних слоев океана".

Такие течения, как Гольфстрим в Атлантическом океане, являются магистралями для морской жизни, переносчиками тепла и движущей силой штормов. Движимое в значительной степени ветром, каждое из них перемещает столько воды, сколько все реки мира вместе взятые. И, несмотря на то, что океан поглощает более 90% тепла, вызванного глобальным потеплением, до 2020 года было мало свидетельств того, что эти течения меняются.

Когда Шан-Пин Се, климатолог из Института океанографии Скриппса, увидел исследование Ху, он сразу заподозрил, что главную роль в ускорении течений играет структура океана, а не ветры. Он знал, что избыток тепла, вызванный изменением климата, не распределяется равномерно по океану, а концентрируется у его поверхности. Это приводит к тому, что поверхностные воды становятся более плавучими и неохотно смешиваются с водами ниже. Более мелкие поверхностные слои, образовавшиеся в результате этого процесса, наблюдаются во всем Мировом океане.

Кси и его коллеги также поняли, что в более мелких слоях течения, естественно, должны ускоряться: По сути, ветры проталкивали то же количество воды через более узкую трубу. "Если вы предполагаете, что общий перенос не может измениться, то ваш материал будет ускоряться", - говорит Кси.

Чтобы проверить эту гипотезу, группа Кси обратилась к климатической модели всех океанов мира. Исследователи увеличивали либо ветры, либо соленость, либо температуру поверхности, при этом все остальные переменные оставались неизменными. Одно только повышение температуры вызвало ускорение течений более чем на 77% поверхности океана. Это было самым значительным увеличением, говорится в новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Science Advances. Заметным исключением стал Гольфстрим, который, вероятно, замедлился по несвязанной причине: Поскольку арктические льды тают, они разбавляют тонущую соленую воду в Северной Атлантике, которая тянет течение на север.

"Это интересное исследование с провокационным выводом", - говорит Сара Гилле, физический океанограф из Скриппса. "Обычно мы предполагаем, что если равномерно согреть океан, то это не окажет существенного влияния на океаническую циркуляцию". Учет нисходящего характера потепления океана меняет эту картину, добавляет она.

Новые результаты также позволяют предположить, что в большей части океана нижние воды, примерно на 400 метров или около того вниз, будут замедляться по мере того, как теплые верхние воды будут принимать на себя все больше и больше движения, говорит Кси. Ху, однако, не так уверен в этом. Неопубликованные измерения скорости буев Арго, флота роботизированных приборов, которые дрейфуют в океане уже почти 20 лет, показывают значительное ускорение поверхностных течений и скромное увеличение на меньших глубинах. "Я доверяю тому, что говорят нам наблюдения", - говорит Ху. Он добавляет, что новое открытие "может быть не полной историей".

Но если океанические течения действительно становятся быстрее и мельче, это может иметь множество последствий для планеты. Например, мелкие и скоростные течения могут в конечном итоге ограничить количество тепла, которое океан может поглотить, в результате чего больше избыточного тепла останется в атмосфере. Морские микробы и дикие животные могут подвергнуться воздействию более мелких, горячих и быстрых поверхностных вод. А если учесть, что ускорение происходит под воздействием постоянного барабанного боя потепления, то это означает, что такие тенденции, скорее всего, сохранятся и в будущем - пока продолжаются выбросы парниковых газов человеком.