Ученые СПбГУ выяснили, что океанические вихри забирают больше 60 % объема теплой воды, переносимой течениями в арктические моря
05.04.2023
Океанологи Санкт-Петербургского университета вместе с коллегами из Морского гидрофизического института РАН и Центра климатических исследований Бьеркнеса, исследовав данные об океанических вихрях, первыми в мире выяснили, что такие вихри забирают почти треть тепла из течений субарктических морей. Это существенно уменьшает поступление океанического тепла в Баренцево море и в Арктический бассейн и влияет на климатические изменения в этих регионах.
Изучение Арктики сегодня является одним из важнейших приоритетов в России, большое значение в этой работе имеет исследование особенностей арктического климата — погодных особенностей, температуры воздуха и других аспектов. Перенос более теплых воздушных и океанических масс из умеренных широт стабилизирует температуру воздуха в Арктике и способствует потеплению.
Примерно 75 % тепла переносится воздушными потоками, а еще 25 % приходит с океаническими течениями. При этом океанический проток тепла может запускать в климатической системе Арктики ряд положительных обратных связей, которые многократно усиливают первоначальный эффект.
Например, усиление океанического притока тепла ведет к увеличению потока тепла из океана в атмосферу в полярных широтах, а также к увеличению испарения. Выделившееся в атмосферу тепло изменяет характер атмосферной циркуляции и может приводить к региональному усилению или, наоборот, ослаблению переноса атмосферного тепла в Арктику.
"Увеличение концентрации водяного пара в свою очередь задерживает тепловое излучение от поверхности земли, создавая парниковый эффект и приводя к росту температуры воздуха. Другой механизм — отступление кромки льда. Лед и снег отражают 50–90 % приходящей солнечной радиации, а вода только 10 %. При увеличении океанического притока тепла в полярные широты увеличивается площадь открытой воды, значит, поверхность океана эффективнее поглощает солнечную радиацию в Арктическом регионе и приводит к дальнейшему отступлению льда. И таких связей очень много", — объяснил доцент СПбГУ (кафедра океанологии) Игорь Башмачников.
Важным аспектом такой взаимосвязи является распространение океанического тепла. Потоки океанического тепла разделяются в Норвежском море на две ветви: одна направлена на восток, в Баренцево море, а вторая продолжает движение на север, в Арктический бассейн, ограниченный шельфами Евразии, Северной Америки и острова Гренландия. Ученые СПбГУ первыми в мире изучили вклад океанических вихрей в перенос тепла и определили их роль в этом процессе. Оказалось, что вихри извлекают из течений и аккумулируют в Норвежском и Гренландском морях до трети всего тепла, приходящего из умеренных широт. Еще треть уходит в Баренцево море, а остальное тепло продолжает свое движение в Арктический бассейн. Такие выводы стали возможны благодаря выявлению вихрей на спутниковых снимках за последние 30 лет и их сопоставлению с натурными наблюдениями за этот же период.
Кроме того, ученые также определили, что наблюдаемый процесс вихреобразования способен существенно уменьшать амплитуду температурных аномалий, которые приносятся течениями из умеренных широт и связаны как с сезонной, так и с межгодовой изменчивостью температуры воды низких широт. Так, увеличение температуры воды в южной части Норвежского течения приводит к усилению извлечения тепла из течения вихрями по сравнению со стандартной ситуацией. В результате в более северных районах рост температуры воды в Норвежском течении оказывается существенно меньшим, чем можно было бы ожидать. Этот эффект позволяет сгладить влияние колебаний температуры воды умеренных и тропических широт на изменения климата в Арктике.
Однако, как отметил океанолог СПбГУ, полученные данные не дают полного представления о балансе тепла Норвежского и Гренландского морей. Так, вероятно, существуют другие, на данный момент малоисследованные океанические процессы и структуры, которые также влияют на перенос тепла в Мировом океане.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале JGR: Oceans.
Источник: Пресс-служба СПбГУ
Изучение Арктики сегодня является одним из важнейших приоритетов в России, большое значение в этой работе имеет исследование особенностей арктического климата — погодных особенностей, температуры воздуха и других аспектов. Перенос более теплых воздушных и океанических масс из умеренных широт стабилизирует температуру воздуха в Арктике и способствует потеплению.
Примерно 75 % тепла переносится воздушными потоками, а еще 25 % приходит с океаническими течениями. При этом океанический проток тепла может запускать в климатической системе Арктики ряд положительных обратных связей, которые многократно усиливают первоначальный эффект.
Например, усиление океанического притока тепла ведет к увеличению потока тепла из океана в атмосферу в полярных широтах, а также к увеличению испарения. Выделившееся в атмосферу тепло изменяет характер атмосферной циркуляции и может приводить к региональному усилению или, наоборот, ослаблению переноса атмосферного тепла в Арктику.
"Увеличение концентрации водяного пара в свою очередь задерживает тепловое излучение от поверхности земли, создавая парниковый эффект и приводя к росту температуры воздуха. Другой механизм — отступление кромки льда. Лед и снег отражают 50–90 % приходящей солнечной радиации, а вода только 10 %. При увеличении океанического притока тепла в полярные широты увеличивается площадь открытой воды, значит, поверхность океана эффективнее поглощает солнечную радиацию в Арктическом регионе и приводит к дальнейшему отступлению льда. И таких связей очень много", — объяснил доцент СПбГУ (кафедра океанологии) Игорь Башмачников.
Важным аспектом такой взаимосвязи является распространение океанического тепла. Потоки океанического тепла разделяются в Норвежском море на две ветви: одна направлена на восток, в Баренцево море, а вторая продолжает движение на север, в Арктический бассейн, ограниченный шельфами Евразии, Северной Америки и острова Гренландия. Ученые СПбГУ первыми в мире изучили вклад океанических вихрей в перенос тепла и определили их роль в этом процессе. Оказалось, что вихри извлекают из течений и аккумулируют в Норвежском и Гренландском морях до трети всего тепла, приходящего из умеренных широт. Еще треть уходит в Баренцево море, а остальное тепло продолжает свое движение в Арктический бассейн. Такие выводы стали возможны благодаря выявлению вихрей на спутниковых снимках за последние 30 лет и их сопоставлению с натурными наблюдениями за этот же период.
Кроме того, ученые также определили, что наблюдаемый процесс вихреобразования способен существенно уменьшать амплитуду температурных аномалий, которые приносятся течениями из умеренных широт и связаны как с сезонной, так и с межгодовой изменчивостью температуры воды низких широт. Так, увеличение температуры воды в южной части Норвежского течения приводит к усилению извлечения тепла из течения вихрями по сравнению со стандартной ситуацией. В результате в более северных районах рост температуры воды в Норвежском течении оказывается существенно меньшим, чем можно было бы ожидать. Этот эффект позволяет сгладить влияние колебаний температуры воды умеренных и тропических широт на изменения климата в Арктике.
Однако, как отметил океанолог СПбГУ, полученные данные не дают полного представления о балансе тепла Норвежского и Гренландского морей. Так, вероятно, существуют другие, на данный момент малоисследованные океанические процессы и структуры, которые также влияют на перенос тепла в Мировом океане.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале JGR: Oceans.
Источник: Пресс-служба СПбГУ