На протяжении более века необычно холодный участок воды к югу от Гренландии выделяется на фоне общего потепления Атлантического океана. Эта устойчивая аномалия вызывала продолжительные научные дискуссии. Новое исследование указывает, что основной причиной этого явления является длительное ослабление крупной системы океанических течений.
Учёные из Калифорнийского университета в Риверсайде сообщают: только один механизм способен одновременно объяснить наблюдаемые температурные тренды и изменения уровня солёности –– замедление Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции, или AMOC. Эта крупномасштабная система оказывает значительное влияние на глобальный климат, перенося тёплые, солёные поверхностные воды на север и возвращая более холодные воды на глубине обратно к тропикам.
«Люди давно задавались вопросом, почему существует эта холодная аномалия», –– отмечает климатолог Вэй Лю из Калифорнийского университета в Риверсайде, руководивший исследованием вместе с докторантом Кай-Юань Ли. «Мы обнаружили, что наиболее вероятный ответ –– это ослабление AMOC».
Поскольку AMOC действует как климатический «конвейер», любое уменьшение её потока означает, что меньше тепла и соли поступает в субполярную Северную Атлантику. Результатом является похолодание и опреснение вод, которые исследователи наблюдают к югу от Гренландии.
Замедление AMOC сокращает перенос тёплых, солёных вод, что приводит к более низким температурам и меньшей солёности поверхностных слоёв. По этой причине данные о температуре и солёности являются ценными индикаторами силы циркуляции.
Лю и Ли проанализировали примерно столетние данные этих измерений, поскольку прямое наблюдение за AMOC началось лишь около 20 лет назад. Используя эти долгосрочные записи, они реконструировали прошлые изменения в циркуляции и сравнили результаты почти со 100 симуляциями климатических моделей.
Их анализ, опубликованный в журнале Communications Earth & Environment, показывает, что только модели, отражающие ослабленную AMOC, согласуются с реальными данными. Симуляции, предполагавшие более сильное течение, не воспроизводили наблюдаемое похолодание.
«Это очень надёжная корреляция», –– поясняет Ли. «Если вы посмотрите на наблюдения и сравните их со всеми симуляциями, только сценарий с ослабленной AMOC воспроизводит похолодание в этом конкретном регионе».
Исследование также выявило, что снижение солёности в регионе согласуется с замедлением AMOC, что ещё раз подтверждает вывод о том, что уменьшенный перенос тёплых, солёных вод является основной причиной этой тенденции.
Последствия этого явления выходят далеко за пределы непосредственного региона. Аномалия к югу от Гренландии является одним из наиболее чувствительных районов к изменениям в океанической циркуляции. Её похолодание влияет на погодные условия в Европе, изменяя количество осадков и воздействуя на струйное течение –– высотное воздушное течение, которое помогает направлять штормовые системы и регулирует температуры на всей территории Северной Америки и Европы.
Морские экосистемы также могут пострадать, поскольку изменения солёности и температуры формируют условия, в которых виды способны выживать.
Полученные результаты помогают разрешить разногласия среди климатических моделистов относительно того, вызвано ли похолодание к югу от Гренландии в основном динамикой океана или атмосферными влияниями, такими как загрязнение аэрозолями. Некоторые более новые модели отстаивали последнюю точку зрения и предсказывали усиление AMOC по мере снижения выбросов аэрозолей. Однако эти модели не соответствовали наблюдаемой картине похолодания.
«Наши результаты показывают, что только модели с ослабленной AMOC правильно описывают ситуацию», –– заявляет Лю. «Это означает, что многие из недавних моделей слишком чувствительны к изменениям аэрозолей и менее точны для этого региона».
Устраняя это несоответствие, исследование повышает доверие к климатическим прогнозам, особенно тем, которые касаются Европы, где изменения, связанные с AMOC, оказывают значительное влияние.
Исследование также демонстрирует, как учёные могут делать значимые выводы на основе косвенных данных. Хотя прямые измерения AMOC ограничены, данные о температуре и солёности предоставляют надёжное представление о долгосрочных изменениях океанической циркуляции и могут помочь уточнить прогнозы будущих климатических условий.
«У нас нет прямых наблюдений за столетие, но данные о температуре и солёности позволяют нам ясно видеть прошлое», –– говорит Ли. «Эта работа показывает, что AMOC ослабевала более века, и эта тенденция, вероятно, продолжится, если выбросы парниковых газов будут расти».
По мере продолжения климатических изменений холодная аномалия к югу от Гренландии может стать всё более важным фактором в будущем климатическом поведении. Выявив её истоки, исследователи надеются обеспечить лучшую подготовку к надвигающимся изменениям.
«Использованная нами методика –– это мощный способ понять, как изменилась система и куда она, вероятно, движется, если выбросы парниковых газов продолжат увеличиваться», –– заключает Ли.
