Используя модель, разработанную в JRC, ученые впервые успешно смоделировали долгосрочные течения Черного моря, содержание соленой воды и температуру.
Средняя температура поверхности Черного моря, возможно, не повысилась, согласно удивительным результатам нового исследования JRC.
В исследовании использовалась модель для моделирования возможных изменений температуры и прогнозирования долгосрочных тенденций гидродинамики Черного моря.
Хотя на поверхности не наблюдается долгосрочной тенденции к потеплению, те же симуляции также показали, что средняя температура на глубине 50 метров под поверхностью может повышаться.
Черное море обладает уникальными природными условиями, такими как положительный чистый баланс пресной воды и очень специфические местные течения. Наблюдательные данные об изменении температуры разнообразны и скудны. Таким образом, неясно, как изменение климата повлияло на температуру воды в Черном море.
Море претерпело значительную экологическую деградацию с 1970-х годов, в основном из-за загрязнения, чрезмерного вылова рыбы и естественных климатических изменений. Отображение тенденций в его экосистеме и моделирование будущих сценариев жизненно важно для понимания того, как свойства моря могут развиваться в будущем в результате изменения климата и политических решений.
Основные выводы
Моделирование в этом исследовании, охватывающее пять десятилетий, не показывает существенного долгосрочного тренда средней температуры поверхностных вод Черного моря. Это отсутствие тенденции является совершенно новым результатом, основанным на долгосрочном моделировании, которое ранее не проводилось успешно.
Моделирование выполнялось для всего периода с 1960 по 2015 год, и результаты проверялись на известных данных, как спутниковой информации, доступной за последние двадцать лет, так и менее полных данных за предыдущие десятилетия.
До завершения этого исследования ученые полагались на разрозненные данные о температуре поверхности, полученные во время морских круизов, чтобы понять свойства моря в предыдущие десятилетия.
Тем не менее, нескольких точек данных, которые существуют за этот период, недостаточно, чтобы доказать решающую тенденцию. На самом деле, за десятилетие между 1966 и 1975 годами практически нет доступных данных наблюдений.
Результаты моделирования, заполнив пробелы, также стали неожиданностью для ученых, которые ожидали увидеть хотя бы некоторую тенденцию к потеплению между 1960 и 2015 годами. Результаты также прямо противоречат предыдущим моделированиям близлежащее Средиземное море, которое становится теплее.
Ученые также были удивлены, обнаружив тенденцию к значительному снижению содержания поверхностной соли на 0,02 % в год, что опять-таки прямо контрастирует с увеличением поверхностной солености в Средиземноморье. Моделирование не выявило индивидуальной корреляции между соленостью и скоростью/направлением ветра, а также с увеличением притока пресной воды из многих рек, впадающих в Черное море.
Это говорит о том, что за тренд отвечает сочетание погодных условий.
Кроме того, исследование выделяет три отчетливых периода, в которые происходили значительные изменения соленой воды и температурных свойств Черного моря - 1960-1970, 1970-1995 и 1995-2015 годы. Это может быть связано с изменениями морских течений, так как эти периоды также характеризовались значительными изменениями от слабой и дезинтегрированной циркуляции течений в первый период до сильной основной циркуляции «Основного течения» во второй и третий периоды.
В течение всего периода моделирования можно наблюдать усиление этой циркуляции, сопровождающееся интенсивным образованием мелких локальных вихрей, движущихся против течения.
Общая картина
На Земле становится теплее, но это происходит неравномерно по всей планете, и некоторые регионы нагреваются быстрее, чем другие. Таким образом, хотя Черное море может не сильно пострадать, это, вероятно, компенсируется другими регионами, которые нагреваются быстрее, чем земной шар в целом.
Например, воды на поверхности моря возле Техаса, когда ураган Харви пронесся над Хьюстоном, были одними из самых теплых на Земле.
Хотя может показаться хорошей новостью, что не было долгосрочного повышения температуры поверхностных вод Черного моря, это не означает, что оно не подвержено влиянию глобального потепления. Эти эффекты могут быть скрыты или смягчены тем фактом, что температура воздуха в регионе повышается.
Действительно, в исследовании также рассматривались тренды средней температуры на определенных глубинах и был обнаружен положительный тренд на глубине 50 метров ниже поверхности, что свидетельствует о нагревании более глубоких вод до поверхностного слоя.
Фон
Хорошо известны несколько уникальных природных условий Черного моря: так называемое «Основное течение» сильной циркуляции вод по периметру моря; холодный промежуточный слой (ХПС) вод ниже уровня поверхности; и высокий уровень бескислородной воды, которая составляет более 90% объема глубоководных вод бассейна.
Однако современные знания о пространственной и временной динамике содержания соли в Черном море и температурных характеристиках гораздо более ограничены из-за отсутствия данных и редкого распределения существующих измерений.
Помня об этом пробеле в знаниях, исследователи JRC стремились разработать модель, способную воспроизвести температуру Черного моря и содержание соленой воды в долгосрочной перспективе.
В ходе исследования, проведенного в рамках проекта ЕС по сценарию моделирования изменяющейся экосистемы Черного моря (SIMSEA), были выполнены непрерывные моделирования, охватывающие период 1960-2015 гг.
Исследователи использовали общую эстуарную транспортную модель высокого разрешения (GETM) со специальными уравнениями, предназначенными для точного воспроизведения основных физических особенностей Черного моря, не полагаясь на скудные данные наблюдений и климатологические данные.
Это исследование является первой успешной моделью Черного моря, основанной на GETM, и было опубликовано в Журнале геофизических исследований. Успешная проверка и долгосрочное применение используемой модели будут включены в будущие прогнозы и моделирование.