Земля грелась бы быстрее без Южного океана — новая деталь в механизме удивила

Южный океан окружает Антарктиду и находится далеко от большей части человеческой деятельности, но он играет важную роль в климате Земли. Он поглощает тепло из атмосферы и помогает замедлить глобальное потепление. Без этого эффекта планета будет нагреваться намного быстрее.

Новое исследование показывает, что штормы над Южным океаном помогают океану поглощать больше тепла. Эти штормы смешивают воду таким образом, что многие климатические модели не в полной мере включают, что делает будущие прогнозы климата менее надежными. Ученые из Гетеборгского университета исследовали эту проблему и опубликовали свои выводы в Nature Geoscience.

Критическая роль Южного океана

Южный океан соединяет три основных океана: Атлантический, Тихий и Индийский. Вода свободно перемещается по этому региону и несет тепло и углерод по всей планете, формируя
циркуляцию Южного океана.

Южный океан поглощает более 75% дополнительного тепла, производимого деятельностью человека. В противном случае это тепло останется в атмосфере и повысит температуру воздуха. Лед будет таять быстрее, а тепловые волны будут усиливаться.

Поглощение тепла зависит от условий поверхности. Сила ветра имеет значение. Спокойная вода ведет себя совершенно иначе, чем штормовая, но до недавнего времени этому фактору уделялось значительно меньше внимания.

Что на самом деле делают штормы

Штормы приносят сильные ветры, которые перемешивают поверхностные слои океана и разрушают устойчивую стратификацию. Холодная вода поднимается снизу, а более тёплая уходит в глубину.

Это смешивание охлаждает поверхность океана и позволяет воде забирать больше тепла из воздуха. В бурные периоды океан принимает избыточное тепло, не давая ему задерживаться в атмосфере.

"Наше исследование показывает, что лето с более сильной штормовой активностью генерирует более низкие температуры поверхности в Южном океане. Следовательно, штормовой океан может поглощать больше тепла из атмосферы, чем в спокойную погоду", — сказал ведущий автор исследования Марсель дю Плесси.

Этот механизм напрямую влияет на температуру воздуха, морской лед и морские тепловые волны.

Штормы вблизи Антарктиды меняются

Исследовательская группа изучала штормовые условия вокруг Антарктиды на протяжении нескольких десятилетий. Данные по ветру и океану показали устойчивые изменения.

Штормы стали сильнее из-за увеличения разницы давления между Антарктидой и субтропиками. Более быстрые ветры вызывают более глубокое перемешивание воды, усиливая поглощение тепла и закрепляя роль штормов в
климате Антарктиды.

Где климатические модели терпят неудачу

Климатические модели лежат в основе прогнозов и политических решений. Однако многие из них недооценивают интенсивность штормов в Южном океане и потому завышают температуру поверхности воды.

"Лучшее представление штормовых процессов имеет решающее значение для более точных будущих климатических прогнозов", — подчеркнул Марсель дю Плесси.

Даже небольшие ошибки в расчетах со временем накапливаются и усиливают неопределённость прогнозов.

Изучение одного из самых суровых океанов

Южный океан остаётся одним из самых труднодоступных регионов планеты. Сильные ветры, волны и удалённость ограничивают возможности судоходных исследований.

Поэтому учёные использовали автономные подводные и поверхностные аппараты, спутниковые наблюдения и модели. Такой подход позволил проследить движение тепла именно во время штормовой активности.

Штормы и будущие прогнозы климата

Исследование впервые напрямую связало штормовую активность Южного океана с изменениями в его потеплении за последние 20 лет.

"Теперь мы можем лучше понять, как океан нагревается сегодня, и тем самым точнее предсказать, как изменится климат Земли", — отметил профессор Себастьян Сварт.

Наибольшее влияние штормы оказывают летом, когда поверхностное перемешивание максимально. Зимние процессы, включая морской лед, остаются менее изученными.

Сравнение: спокойный и штормовой Южный океан

В спокойных условиях поверхностные слои воды медленно обмениваются теплом с атмосферой. Во время штормов вертикальное перемешивание усиливается, охлаждая поверхность и увеличивая способность океана поглощать тепло. Это различие критично для долгосрочных климатических оценок.

Плюсы и минусы усиленной штормовой активности

Усиление штормов имеет неоднозначные последствия.

Положительные эффекты:

• большее поглощение тепла океаном;
• замедление роста температуры воздуха;
• снижение интенсивности морских тепловых волн.

Потенциальные риски:

• усиление волнения и эрозии льда;
• нагрузка на экосистемы;
• сложности для судоходства и исследований.

Советы шаг за шагом: как учитывать штормы в климатических моделях

1. Включать данные о скорости и частоте ветров.

2. Учитывать вертикальное перемешивание воды.

3. Сопоставлять спутниковые и роботизированные наблюдения.

4. Проверять модели на исторических данных.

5. Обновлять прогнозы по мере накопления новых измерений.

Популярные вопросы о Южном океане и штормах

Почему Южный океан так важен для климата?

Он поглощает большую часть избыточного тепла и углерода, смягчая глобальное потепление.

Делают ли штормы климат стабильнее?

В краткосрочной перспективе — да, за счёт поглощения тепла океаном.

Учитываются ли эти процессы в прогнозах?

Пока не полностью, и именно это исследование указывает на необходимость доработки моделей.