Глобальный круговорот воды, то есть постоянное движение пресной воды между облаками, сушей и океаном, играет важную роль в нашей повседневной жизни. Эта деликатная система переносит воду из океана на сушу, помогая сделать нашу среду обитания пригодной для жизни, а почву плодородной.
Но повышение глобальной температуры сделало эту систему более экстремальной: вода перемещается из засушливых регионов во влажные, вызывая усиление засухи в некоторых частях земного шара, а также усиливая ливни и наводнения в других. Другими словами, влажные участки становятся еще более влажными, а сухие - суше.
До сих пор изменения в цикле было трудно наблюдать напрямую, так как около 80 процентов глобального количества осадков и испарения приходится на океан.
Но новое исследование под руководством UNSW, опубликованное сегодня в Nature, использовало изменение структуры соли в океане, чтобы оценить, сколько пресной воды океана переместилось от экватора к полюсам с 1970 года. Результаты показывают, что между двумя и в четыре раза больше пресной воды переместилось, чем предполагалось в климатических моделях, что дает нам представление о том, как глобальный круговорот воды усиливается в целом.
«Из предыдущей работы мы уже знали, что глобальный круговорот воды усиливается», - говорит ведущий автор исследования доктор Таймур Сохаил, математик и научный сотрудник UNSW Science. «Мы просто не знали, насколько.
"Движение пресной воды из теплых областей в холодные формирует львиную долю водного транспорта. Наши выводы рисуют картину больших изменений, происходящих в глобальном круговороте воды."
Команда пришла к своим выводам, проанализировав наблюдения из трех наборов исторических данных, охватывающих период с 1970 по 2014 год.
Но вместо того, чтобы сосредоточиться на непосредственных наблюдениях за осадками, которые трудно измерить по всему океану, они сосредоточились на более необычном аспекте: насколько соленой была вода в каждом районе океана.
«В более теплых регионах испарение удаляет пресную воду из океана, оставляя после себя соль, делая океан более соленым», - говорит соавтор Ян Зика, доцент Школы математики и статистики UNSW.
"Круговорот воды переносит эту пресную воду в более холодные регионы, где она выпадает в виде дождя, разбавляя океан и делая его менее соленым."
Другими словами, круговорот воды оставляет следы в структуре соли в океане, и, измеряя эти закономерности, исследователи могут проследить, как цикл меняется с течением времени.
По оценкам команды, в период с 1970 по 2014 год от экватора к полюсам было перевезено на 46 000-77 000 кубических километров пресной воды больше, чем ожидалось - это около 18-30 сантиметров пресной воды из тропических и подводных зон. -тропических регионах, или примерно в 123 раза больше воды в гавани Сиднея.
«Изменения в круговороте воды могут оказать решающее влияние на инфраструктуру, сельское хозяйство и биоразнообразие», - говорит д-р Сохаил. «Поэтому важно понимать, как изменение климата влияет на круговорот воды сейчас и в будущем.
"Это открытие дает нам представление о том, насколько сильно меняется эта часть круговорота воды, и может помочь нам улучшить будущие модели изменения климата."
Улучшение прогнозов на будущее
Когда доктор Сохейл и его команда сравнили свои результаты с 20 различными климатическими моделями, они обнаружили, что все модели недооценивают фактическое изменение переноса теплой пресной воды в холодную.
Доктор Сохейл говорит, что результаты могут означать, что мы недооцениваем влияние изменения климата на количество осадков.
«Выводы, подобные нашим, позволяют нам улучшать эти модели», - говорит доктор Сохейл.
"Каждое новое поколение моделирования адаптирует прошлые модели к реальным данным, находя области, которые мы можем улучшить в будущих моделях. Это естественная эволюция в моделировании климата."
Ученые в настоящее время используют шестое поколение моделирования климата (называемое Шестым проектом взаимного сравнения климатических моделей или «CMIP6»), которое включает в себя обновления пятого поколения.
Это новейшее открытие является демонстрацией научного процесса в действии и может помочь улучшить будущие оценки.
«Установление изменений в переносе пресной воды из теплой в холодную означает, что мы можем двигаться вперед и продолжать делать эти важные прогнозы о том, как изменение климата может повлиять на наш глобальный водный цикл», - говорит доктор Сохейл..
"Через 10 или 20 лет ученые смогут использовать эту ссылку, чтобы выяснить, насколько эти модели меняются с течением времени."