Атлантика: нові відкриття про глибоководне формування та океанські течії

February 14, 2019 Довгострокові спостереження суперечать попереднім поглядам

Субполярна Північна Атлантика відіграє вирішальну роль у глобальній циркуляції океану. При приповерхневому охолодженні тепла вода перетворюється на холодну і важку глибинну воду, яка тече екваторіально в глибину. На підставі модельних даних раніше припускали, що основна частина глибинної води формується в Лабрадорському морі. Довгострокові спостереження міжнародного консорціуму за участю GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel тепер показують, що основний внесок у меридіональний поворотний кругообіг відбувається у східній частині Північної Атлантики

Океанічні течії в основному спричинені вітер і відмінності в щільності морської води. Для течій у Північній Атлантиці важливі обидва процеси. Тепла, насичена сіллю вода переноситься далеко на північ Гольфстрімом і його передгір’ями. Вода охолоджується, що призводить до збільшення щільності морської води і, отже, викликає зменшення. Щільна глибока вода потім знову тече до екватора. Цю систему потоків також називають атлантичною меридіональною перекидною циркуляцією (AMOC). Це має велике значення для клімату, особливо для порівняно м'яких зим у Північній Європі. У деяких регіонах, особливо в Лабрадорському морі, поверхневі води можуть опускатися в глибоке море. Постачання прісної води, наприклад танення наземної сітки в результаті глобального потепління, зменшує щільність поверхневих вод. Висихання глибоководної формації та, отже, меридіональна поворотна циркуляція матиме прямий вплив на клімат у Європі.

"Атлантична меридіональна поворотна циркуляція є складним механізмом із багатьма процесами. Прямі спостереження тому мало, і багато зв’язків поки що були отримані лише на основі модельних досліджень,пояснює доктор мед. Йоганнес Карстенсен з GEOMAR, один із співавторів дослідження, опублікованого в міжнародному журналі Science. Щоб перевірити ці теоретичні висновки на основі моделей зі спостереженнями, у 2014 році за участю семи країн було розпочато перше повне дослідження субполярної перекидної циркуляції Атлантики під назвою «OSNAP» (перекидання в субполярній північноатлантичній програмі). Система спостереження OSNAP поділена на дві частини: через Лабрадорське море, від Канади до південного краю Гренландії, і далі більш східну субполярну Північну Атлантику, від південного краю Гренландії до Шотландії. Основу системи становить велика кількість постійних вимірювальних станцій (анкорів). На станціях постійно реєструються дані про потік, а також температура та солоність води.

"У 21-місячному часовому ряді перекидання циркуляції за результатами вимірювань OSNAP ми бачимо вражаюче високу мінливість. Однак найдивовижнішим результатом на даний момент є те, що Лабрадорське море, яке ми завжди вважали найважливішим глибоководним регіоном утворення, становить лише близько 15 відсотків атлантичної меридіональної циркуляції.Нам потрібно подумати, як адаптувати концепцію глибоководного формування та циркуляції. Важливо краще ідентифікувати процеси, відповідальні за коливання часових рядів OSNAP," - сказав доктор Карстенсен.

"Наприклад , можливо, що період вимірювання OSNAP з 2014 по 2016 рік виявив лише один конкретний стан меридіональної циркуляції. Питання, яке можна визначити лише більшою серією вимірювань", - пояснює д-р мед. Карстенсен. Влітку 2018 року групи OSNAP з Європи, США, Канади та Китаю знову подорожували з дослідницькими суднами в приполярній Північній Атлантиці. Дані наразі аналізуються, і очікується, що часові ряди OSNAP циркуляції Атлантики незабаром будуть продовжені ще на два роки. «Цей регіон є одним із найбільш чутливих параметрів нашої кліматичної системи. Тут відносно невеликі та швидкі зміни можуть викликати глобальні та довгострокові наслідки для клімату. Тому комплексне розуміння процесів у цьому регіоні настільки важливо." - пояснив Карстенсен.

Дані, зібрані міжнародною командою, включені до звітів Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК), наступний звіт якої буде підготовлено лише за кілька днів. років і стане основою для рекомендацій щодо дій щодо захисту клімату.