Антарктические течения, снабжающие 40% глубин Мирового океана питательными веществами и кислородом, резко замедляются. Эти глубокие океанские приливы снабжают почти половину мирового океана жизненно важными питательными веществами и кислородом, но таяние шельфовых ледников замедляет их. Течения в Атлантическом океане также ослабевают — и это может сделать климат в некоторых регионах неузнаваемым. А недавно обнаруженная водная масса, называемая Атлантической экваториальной водой, простирается от Бразилии до Западной Африки.
Согласно новому исследованию, глубоководные течения вокруг Антарктиды, имеющие жизненно важное значение для морской жизни, с 1990-х годов замедлились на 30% и вскоре могут полностью прекратиться.
Эти течения, известные как антарктические донные воды, питаются плотной холодной водой с континентального шельфа Антарктиды, которая опускается на глубину ниже 10 000 футов (3 000 метров). Затем вода распространяется на север в Тихий океан и восточную часть Индийского океана, подпитывая сеть течений, называемых глобальной меридиональной опрокидывающей циркуляцией, и снабжая 40% мирового глубоководного океана свежими питательными веществами и кислородом.
Однако глобальное потепление высвобождает большие объемы менее плотной пресной воды из шельфовых ледников Антарктиды, замедляя эту циркуляцию.
«Если бы у океанов были легкие, это было бы одно из них», — сказал в своем заявлении Мэтью Инглэнд, профессор динамики океана и климата в Университете Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, который внес вклад в исследование. Ученые из Великобритании и Австралии совместно работали над исследованием, опубликованным в марте в журнале Nature, в котором предсказывалось 40%-ное снижение прочности донных вод Антарктики к 2050 году.
Он также предупредил, что течения могут в конечном итоге полностью прекратиться. «Мы говорим о возможном долгосрочном исчезновении знаковой водной массы», — сказал Ингланд.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Climate Change, Инглэнд и его коллеги утверждают, что они подтвердили эти прогнозы реальными наблюдениями в Австралийском антарктическом бассейне, который охватывает полярные воды между Австралией и Антарктидой.
Исследователи изучили изменения в количестве придонной воды, поступающей в бассейн в период с 1994 по 2017 год, и зафиксировали снижение скорости на 30%, что говорит о том, что эти глубоководные течения, или абиссальные, начинают стагнировать.
Ослабление циркуляции вокруг Антарктиды может замедлить глобальную сеть глубинных течений и привести к накоплению питательных веществ и кислорода в глубинах океана, что окажет негативное воздействие на морскую жизнь и продуктивность.
Антарктида. perunica.ru
«Дело в том, что вся морская жизнь, которая есть у нас на поверхности, когда она умирает, опускается на дно океана, поэтому в океанской пучине много богатой питательными веществами воды», — сказал Инглэнд в видео, подготовленном Австралийской академией наук. «Если мы замедлим опрокидывающую циркуляцию, которая возвращает эту самую придонную воду на поверхность, мы отрезаем путь, по которому питательные вещества возвращаются на поверхность для восстановления морской жизни».
Согласно новому исследованию, ежегодно вокруг Антарктиды опускается около 276 триллионов тонн (250 триллионов метрических тонн) холодной, соленой, богатой кислородом воды. В условиях потепления климата пресная талая вода снижает плотность этой опускающейся массы, что означает, что большая ее часть остается в верхних слоях океана. «Эти регионы снабжают глубинные воды всего Тихого океана и восточно-индийских бассейнов, поэтому количественно оцененные здесь изменения, вероятно, затронут большую часть глобального абиссального океана», — пишут исследователи.
Ученые предупредили, что приток пресной воды в воды Антарктики, скорее всего, продолжится и ускорится в ближайшие десятилетия, а это значит, что эти жизненно важные течения вскоре могут рухнуть. «Такие глубокие изменения в океаническом обмене теплом, пресной водой, кислородом, углеродом и питательными веществами будут иметь значительное влияние на океаны на протяжении столетий», — сказал Ингланд.
Новые результаты подтверждают драматические оценки, сделанные исследователями ранее в этом году, сказал Ариаан Пурич, научный сотрудник Школы Земли, атмосферы и окружающей среды Университета Монаша в Австралии, который не принимал участия в исследовании.
«Это новое исследование имеет важное значение, поскольку наряду с недавним знаменательным исследованием моделирования оно предоставляет дополнительные доказательства, включая данные наблюдений, что таяние антарктического ледяного покрова и шельфов повлияет на глобальную океаническую циркуляцию, что окажет существенное влияние на поглощение океаном тепла и углерода», — сказал Пурич австралийскому изданию Science Media Exchange.
Таинственный участок воды в Северной Атлантике десятилетиями озадачивал ученых. Расположенный к юго-востоку от Гренландии, этот участок морской воды был холоднее в период с 1901 по 2021 год, чем в конце 1800-х годов, хотя моря вокруг него становились все теплее.
Некоторые ученые связывают эту «тепловую дыру» с притоком холодной талой воды из Арктики; другие обвиняют загрязнение от судоходства, которое может отражать солнечные лучи обратно в космос. Но все больше доказательств указывают на то, что дыра имеет более зловещее происхождение — последствия которого, если они выйдут наружу, распространятся гораздо дальше, чем небольшой регион Северной Атлантики.
Дыра нагрева может быть признаком того, что течения Атлантического океана замедляются. Эта сеть течений регулирует климат Земли, перемещая тепло из тропиков в Северное полушарие. Течения, включая Гольфстрим, образуют огромную и, по-видимому, постоянную петлю, известную как Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция (AMOC), сообщает издание Live Science.
AMOC ослабевал и раньше, как показывают древние отложения, и некоторые прошлые изменения циркуляции были чрезвычайно резкими. Но человеческие общества будут бороться за то, чтобы адаптироваться к быстрому темпу изменений, который многие исследователи предсказывают в течение грядущего столетия, сказал Роберт Марш , профессор океанографии и климата в Университете Саутгемптона в Великобритании. Более слабые течения могут вызвать заморозки в некоторых частях Европы, усугубить повышение уровня моря вдоль восточного побережья США и вызвать засухи вокруг экватора способами, которые ученые спешат предсказать.
AMOC является частью крупнейшего конвейера Земли, термохалинной циркуляции, которая толкает воду по мировым океанам. Воды, текущие на север от оконечности Южной Африки, скользят по поверхности океана, поглощая тепло из атмосферы, пока они скользят через тропики и субтропики. Они выпускают это тепло в Северную Атлантику около Гренландии, что приводит к эффекту потепления, который особенно силен в Северо-Западной Европе.
Таяние льда на ледяном щите Греции влияет на океанские течения по всей Атлантике. Эшли Купер/Getty Images
Сейчас Северное полушарие теплее, чем было бы, если бы течения, составляющие AMOC, были слабее. Например, AMOC делает температуру воздуха в таких странах, как Норвегия, в среднем на 18–27 градусов по Фаренгейту (10–15 градусов по Цельсию) теплее, чем она была бы в противном случае.
Чтобы вернуться на юг, поверхностные воды в Северной Атлантике должны опуститься вниз по водной толще и слиться с донными течениями. Климатологи говорят, что на этом этапе погружения циркуляция замедляется, поскольку поверхностные воды должны быть очень солеными и, следовательно, очень плотными, чтобы опуститься. Но растущие реки талой воды с Гренландского ледяного щита и Арктики разбавляют концентрацию соли в поверхностных водах, не давая им опуститься на морское дно.
Дыра нагревания, которая беспокоит ученых, находится в месте, где AMOC выделяет тепло. Температура океана там ниже, чем исследователи ожидали бы увидеть, учитывая текущие глобальные температуры, если бы AMOC все еще был сильным. Это говорит о том, что перенос тепла с юга на север уже снизился.
А с изменением климата, которое поджаривает планету, существует риск, что больше пресной воды попадет в Северную Атлантику, вызвав обратную связь, которая ускорит ослабление AMOC. По мере замедления океанских течений количество соли, достигающей Северной Атлантики, может уменьшиться, что затруднит погружение уже разбавленных поверхностных вод.
«Когда у вас сильный AMOC, он втягивает соленую воду», — сказал Дэвид Торналли , океанолог и климатолог из Лондонского университетского колледжа, в интервью Live Science. «Если вы начнете ослаблять AMOC, в Северную Атлантику попадет меньше соленой воды, и это ослабит AMOC, и тогда это будет неуправляемый процесс».
Проблема в том, что прямые измерения силы АМОК относятся только к 2004 году, поэтому исследователи полагаются на косвенные «отпечатки пальцев» — климатические параметры, которые, по их мнению, связаны с АМОК, — чтобы определить долгосрочные тенденции в циркуляции Атлантики.
Проблема с отпечатками пальцев в том, что они дают переменные — а иногда и противоречивые — результаты. Например, исследование 2018 года предположило ослабление, тогда как исследование, опубликованное в январе, предполагает, что атлантические течения не ослабли за последние 60 лет, хотя некоторые ученые раскритиковали данные январского исследования.
Независимо от того, замедлились ли уже атлантические течения, большинство ученых полагают, что в будущем это произойдет.
По словам Торналли, если циркуляция существенно ослабнет, «произойдут довольно серьезные изменения, и они будут происходить постепенно в течение 21-го века».
Во-первых, уменьшающиеся океанические течения будут переносить меньше тепла в такие страны, как Норвегия, Швеция и Великобритания, что приведет к более низким температурам в этих регионах. Степень охлаждения будет зависеть от того, насколько сильно потеряет силу AMOC.
Климатические модели генерируют различные прогнозы в зависимости от того, какие предположения в них заложены, насколько они чувствительны к определенным климатическим факторам и какие данные исследователи вводят в модели. Некоторые показывают 10%-ное снижение силы AMOC, в то время как другие предсказывают снижение ближе к 50%, сказал Марш.
«Снижение на 50% будет иметь гораздо более существенное влияние на наш региональный климат», — сказал Марш, добавив, что последующее падение температуры нарушит отрасли, зависящие от погоды, такие как сельское хозяйство. Для сравнения, «ослабление AMOC на 10% будет заметным, но управляемым», — сказал он. «Вероятно, это сделает нашу погоду немного менее мягкой, особенно зимой».
Полный коллапс маловероятен, говорится в исследовании. Даже если поверхностные воды перестанут погружаться в Северной Атлантике, существуют относительно постоянные факторы, такие как ветер, которые управляют движением воды, сказал Марш.
«Коллапс, который является гипотетическим 100% провалом AMOC, просто не кажется мне правдоподобным», — сказал Марш. Но AMOC не обязательно должен рухнуть, чтобы ввергнуть человеческие жизни и системы в хаос, добавил он.
Похолодание в Северной Атлантике и Северо-Западной Европе может компенсировать часть потепления от изменения климата — но это может быть нехорошо, сказал Марш. Падение температуры может изменить атмосферные процессы, которые вызывают штормы и другие погодные явления в этих регионах, сказал он.
Похолодание в Северной Атлантике не сделает напрямую Восточное побережье США холоднее, сказал Марш. Это потому, что погода на Северо-Востоке больше диктуется арктическим полярным вихрем, кольцом холодного ветра, которое окружает Северный полюс и удерживает холодный воздух вблизи Арктики. Если эта полоса деформируется или расширяется, что иногда случается зимой, холодный воздух вырывается и проносится над Средним Западом и на юг до залива.
Но более слабый AMOC может изменить арктический полярный вихрь, что, в свою очередь, повлияет на северо-восток, сказал Марш. Вихрь уязвим к изменениям климата, и последние данные свидетельствуют о том, что структура уже ведет себя странно .
Прямые воздействия на Восточное побережье и Северо-Западную Европу также могут быть результатом повышения уровня моря. Уровень моря в некоторых частях Северной Атлантики в настоящее время на 2,3 фута (70 сантиметров) ниже, чем он был бы, если бы AMOC был слабее, поскольку сильные течения создают неравномерный уровень моря. Если AMOC ослабнет, вода может перераспределиться и усилить повышение уровня моря, вызванное непосредственно глобальным потеплением.
По мере охлаждения Северного полушария тропические и субтропические регионы также могут быть ввергнуты в хаос. Исследования показывают, что более холодная Северная Атлантика изменит энергетический баланс Земли и вызовет смещение на юг Зоны внутритропической конвергенции (ЗВТ), полосы облаков, которая опоясывает земной шар вблизи экватора.
Влажная ITCZ колеблется вверх и вниз в зависимости от положения Земли относительно солнца, принося сильные дожди и штормы. Она отвечает за муссоны — погодные условия с выраженными влажными и сухими сезонами — в Южной Америке, Западной Африке, Индии и Восточной Азии.
Если ITCZ сместится на юг, исследования показывают, что это нарушит муссоны по крайней мере на 100 лет. «Сейчас у нас есть регионы, которые привыкли получать очень интенсивные осадки в сезон дождей», — сказала Бен-Ями, ведущий автор этого исследования. Экосистемы адаптированы к этим ливням, и люди зависят от осадков для сельского хозяйства, сказала она.
Смещение ITCZ на юг приведет к более коротким и сухим сезонам дождей в таких местах, как Западная Африка. Эти эффекты могут сохраняться десятилетиями и серьезно нарушить жизнь вокруг экватора, сказала Бен-Ями. «Фермеры где-нибудь в Африке к югу от Сахары нуждаются в этих осадках», — сказала она.
Карта океанических течений в Атлантике. Эти океанические течения ослабевают из-за «тепловой дыры» в водах к юго-востоку от Гренландии. PeterHermesFurian/Getty Images
Изменения в количестве осадков также повлияют на тропические леса Амазонки. Последствия могут различаться в северной и южной частях, поскольку тропические леса настолько велики, что южная часть все равно будет получать значительное количество осадков, даже если ITCZ сместится на юг, сказал Бен-Ями.
Однако в северных тропических лесах Амазонки, включая части Колумбии, Перу, Эквадора, Венесуэлы, Суринама, Гайаны, Французской Гвианы и Бразилии, будут наблюдаться более продолжительные и интенсивные засушливые сезоны, что будет иметь разрушительные последствия для региона, сказала она.
Более того, североатлантические отложения последнего ледникового периода (120 000–11 500 лет назад) свидетельствуют о том, что резкие изменения климата, связанные с АМОК, происходили и в прошлом.
Исследователи говорят, что AMOC значительно ослабнет до 2100 года, но сложно определить, когда именно произойдут самые большие изменения.
Поскольку прямые измерения ведутся всего 20 лет назад, ученые часто экстраполируют исторические данные, чтобы оценить, когда атлантические течения могут достичь точки невозврата. Точки невозврата — это пороговые значения в некоторых системах Земли, превышение которых может перевести эти системы из одного стабильного состояния в совершенно иное.
Привлекающее внимание исследование 2023 года пришло к выводу, что AMOC может достичь точки невозврата уже в этом году. Авторы использовали температуру поверхности моря в североатлантическом субполярном круговороте между 1870 и 2020 годами для расчета колебаний устойчивости и силы AMOC. Их модель предполагала, что атлантические течения становятся менее устойчивыми и слабыми, вплоть до точки, возможно, переломного момента до середины столетия.
Однако в статье 2024 года Бен-Ями и другие эксперты утверждали, что в данных до 2004 года слишком много неопределенности, чтобы предсказать, когда AMOC может рухнуть. «Если принять во внимание все эти неопределенности, вы не получите практического прогноза», — сказала она.
Не иметь надежных прогнозов, возможно, хуже, чем знать, когда система даст сбой, потому что будущее настолько неопределенно, сказала Бен-Ями. «Мы должны быть еще более осторожными» перед лицом этой неопределенности, предупредила она.
В то время как некоторые исследователи ищут ответы в прошлом, другие ищут сигналы раннего оповещения, которые содержат подсказки о будущих изменениях в AMOC. Одним из таких сигналов является количество пресной воды, впадающей в Атлантику на широте 34 градуса южной широты, недалеко от оконечности Южной Африки. Модели предполагают, что транспортировка пресной воды там достигнет минимума примерно за 25 лет до того, как AMOC достигнет точки невозврата, что означает, что эксперты могут точно предсказать сдвиги в AMOC до того, как произойдут самые большие изменения.
Однако знание этого минимума никому не поможет предотвратить значительное ослабление AMOC, поскольку к тому времени, как минимум будет достигнут, будет уже слишком поздно обращать вспять движущую силу — антропогенное изменение климата, — считает Э. Дж. В. (Эмма) Смолдерс , докторант, специализирующаяся на сигналах раннего оповещения AMOC в Утрехтском университете в Нидерландах.
Недавно обнаруженная водная масса, называемая Атлантической экваториальной водой, простирается от Бразилии до Западной Африки. Ученые обнаружили ранее не обнаруженную водную массу в центре Атлантического океана: гигантский водоем, простирающийся через Атлантику от оконечности Бразилии до Гвинейского залива, недалеко от Западной Африки.
Сотрудники Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук совершили мировое открытие. Они установили, что в Атлантическом океане, так же, как в Индийском и Тихом океанах, существует экваториальная водная масса с уникальными характеристиками.
Водная масса, называемая атлантическими экваториальными водами, формируется вдоль экватора Земли, когда океанские течения смешивают отдельные водоемы на севере и юге.
До открытия Атлантической экваториальной воды ученые замечали смешивание вод вдоль экватора в Тихом и Индийском океанах, но никогда в Атлантике. Исследователи опубликовали свои выводы 28 октября 2024 года в журнале Geophysical Research Letters.
Казалось спорным, что экваториальная водная масса присутствует в Тихом и Индийском океанах, но отсутствует в Атлантическом океане, поскольку экваториальная циркуляция и перемешивание во всех трех океанах имеют общие черты. Обнаруженная новая водная масса позволила завершить (или, по крайней мере, точнее описать) феноменологическую картину основных водных масс Мирового океана.
От Бразилии до Западной Африки: Русские учёные открыли Атлантическую экваториальную водную массу. Царьград
Океанская вода не везде одинакова, она представляет собой обширную мозаику взаимосвязанных масс и слоев, которые смешиваются и снова разделяются течениями, водоворотами, а также изменениями температуры и солености.
Водные массы являются отдельными частями этой пестрой структуры; каждый водоем имеет общую географию, историю формирования и общие физические свойства, такие как плотность и растворенные изотопы кислорода, нитратов и фосфатов.
Чтобы различать водные массы, океанографы составляют карту взаимосвязи между температурой и соленостью по всему океану — двумя измерениями, которые в совокупности определяют плотность морской воды.
В 1942 году эта температурно-соленость картирования привела к открытию экваториальных вод в Тихом и Индийском океанах. Образованные в результате смешивания вод на севере и юге, как индийские, так и тихоокеанские экваториальные воды имеют температуру и соленость, изгибающиеся вдоль линий постоянной плотности, которые легко отличимы от окружающей воды. Однако в Атлантике такую связь обнаружить не удалось.
Объёмометрическая TS диаграмма Атлантического океана, полученная по данным «Арго»; ЮАЦВ — Южно-Атлантическая Центральная Водная масса, АЭВ — Атлантическая Экваториальная Водная масса, ЗСАЦВ и ВСАЦВ — Западная и Восточная ветви Северо-Атлантической Центральной Водной массы. Рис. (б): TS диаграмма водных масс Атлантики по Sverdrup et al. (1942). Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Для поиска пропавшей массы воды ученые проанализировали данные, собранные в рамках программы Арго — международной сети роботизированных самопогружающихся поплавков, разбросанных по всему Мировому океану.
Проанализировав данные, собранные этим плавучим массивом, исследователи обнаружили незамеченную кривую температуры и солености, расположенную параллельно кривым, разграничивающим воды Северной Атлантики и Южной Атлантики на севере и юге: Атлантические экваториальные воды.
«Было легко спутать атлантические экваториальные воды с южноатлантическими центральными водами, и для того, чтобы их различить, нужно было иметь довольно густую сеть вертикальных профилей температуры и солености, охватывающую весь Атлантический океан», — сообщили исслежователи.
Теперь, когда водная масса идентифицирована, это позволит ученым лучше понять процессы смешивания океана, которые имеют жизненно важное значение для переноса океанами тепла, кислорода и питательных веществ по всему миру.
Ученые думали, что Ла-Нинья приближается. Но этого не произошло — по крайней мере, пока. Что это может означать для сезона ураганов в этом году и как долгосрочное изменение климата может повлиять на закономерности Эль-Ниньо и Ла-Нинья?
После того, как в 2024 году закончился один из самых сильных Эль-Ниньо за всю историю наблюдений, метеорологи предсказали, что последует Ла-Нинья — аналог этой климатической модели. Сигналы о медленно развивающемся и «необычном» Ла-Нинья усилились зимой, но в последние месяцы начали ослабевать. К марту он умер.
Так что же произошло и как это может повлиять на погоду этим летом и предстоящий сезон ураганов в Атлантике?
График, показывающий наблюдаемые и прогнозируемые температуры, которые покажут, проявятся ли осенью явления Эль-Ниньо, Ла-Нинья или нейтральные условия. OAA Climate.gov, на основе данных, предоставленных Climate Prediction Center
Эль-Ниньо — это сезонный сдвиг температур Тихого океана, который может подавлять ураганы, изменять режим выпадения осадков и изгибать струйное течение. Его холодноводный аналог, Ла-Нинья, имеет тенденцию делать противоположное: подпитывать атлантические ураганы и повышать риск лесных пожаров на Западе. Вместе они образуют Эль-Ниньо-Южное колебание (ENSO).
ENSO относится к сезонным климатическим сдвигам, вызванным изменениями температуры поверхности Тихого океана. Изменения ветров и течений могут притягивать холодную воду из глубин океана, где она взаимодействует с атмосферой сложным образом. Даже небольшие отклонения в температуре поверхности моря могут изменить глобальную погоду в ближайшие месяцы в сторону жаркой и сухой — или дождливой и прохладной — в зависимости от региона.
Ученые наблюдают за узкой полосой Тихого океана вблизи экватора. Повышение или понижение средней температуры поверхности на 0,9 градуса по Фаренгейту (0,5 градуса по Цельсию), сохраняющееся в течение пяти перекрывающихся трехмесячных периодов, может сигнализировать о начале Эль-Ниньо или Ла-Нинья соответственно.
График, показывающий возможности возникновения ЭНЮК на трехмесячные периоды до ноября, декабря и января. Центр прогнозирования климата NOAA
Нейтральные по ENSO модели возникают, когда температура поверхности колеблется около долгосрочной нормы. Но нейтральность не означает благоприятность — это может просто означать, что прогноз сложнее.
Вместо того чтобы спрашивать, почему Ла-Нинья была недолговечной, лучше спросить, была ли она вообще. Хотя температура поверхности океана этой зимой 2024-2025 года опустилась ниже нормы, она не продержалась так долго: к середине апреля синоптики NOAA сообщили, что полноценного явления Ла-Нинья не произошло.
Но история может не закончиться. Когда 30-летняя базовая температура будет пересмотрена с учетом более недавних, более теплых лет, будущие аналитики могут переклассифицировать Ла-Нинья этой зимы в исторических записях, даже если она не была квалифицирована в реальном времени.
Ла-Нинья. nplus1
Без Эль-Ниньо или Ла-Нинья, склоняющих чашу весов, прогнозирование становится сложнее. Эти закономерности заостряют размытость сезонных прогнозов, добавляя важную информацию о том, как погода может отклоняться от обычного сценария. Без них, когда ENSO нейтрален, они остаются, щурясь, в будущее, имея лишь немного больше, чем исторические средние значения и климатические тенденции.
Эль-Ниньо обычно подавляет ураганы, тогда как Ла-Нинья и нейтральные условия позволяют им буйствовать. С теплой Атлантикой и ожидаемой нейтральностью ЭНСО это может означать напряженный сезон.
В заявлении от 10 апреля 2025 года представители NOAA написали, что условия Эль-Ниньо или Ла-Нинья, скорее всего, не возникнут этим летом и что нейтральные по отношению к ENSO условия, как ожидается, сохранятся до октября.
