Температура и соленость морской воды являются ключевыми факторами глобальной системы циркуляции океана. Теплая и соленая вода, переносимая к полюсу, остывает на поверхности, когда достигает высоких широт, становится более плотной и затем погружается в глубины океана. Этот процесс называется конвекцией. На глубине вода циркулирует обратно к экватору, увлекая за собой новые водные массы. Глубокая конвекция происходит только в нескольких регионах земного шара, включая море Ирмингера и Лабрадорское море возле Гренландии. Но что произойдет, если в эту систему попадет дополнительная пресная вода, например, от таяния ледников? Модельные расчеты предсказывают возможное ослабление глубинной конвекции, но пока это не удалось подтвердить прямыми наблюдениями.
Используя многолетние наблюдения, ученые из Центра исследований океана Гельмгольца GEOMAR в Киле показали, что пресная вода уже влияла на конвекцию в последнее десятилетие. Результаты опубликованы в международном журнале Nature Climate Change..
Исследование основано на анализе данных, полученных с заякоренных обсерваторий в Лабрадорском море и море Ирмингера и с океанографических буев. Кроме того, были включены спутниковые наблюдения за поверхностью океана и атмосферные данные. «Для различных периодов за последние 60 лет нам удалось совместить важные процессы: атмосферную изменчивость, такую как Североатлантическое колебание, температуру воды и воздуха, появление пресных поверхностных вод и продолжительность конвекции», - объясняет д-р. Марилена Олтманнс из GEOMAR, ведущий автор исследования.
Оценка данных показывает четкую корреляцию между температурой поверхности моря в море Ирмингера летом, количеством поверхностной пресной воды в этом регионе и атмосферными условиями и началом конвекции следующей зимой. «В случае, если теплое лето с повышенной поверхностной пресной водой приходится на продолжительные теплые периоды, то следующей зимой океан теряет меньше тепла. В результате образовавшийся летом пресный поверхностный слой остается устойчивым в течение более длительного времени, что приводит к более позднему наступлению конвекции», - говорит доктор Олтманнс.
Как правило, каждую зиму пресная вода смешивается конвекцией. Если конвекция начинается позже, более высокая доля пресной воды остается у поверхности и соединяется с пресной водой следующего источника. «Этот эффект может усилиться в будущие теплые периоды и, таким образом, ослабить конвекцию, особенно в связи с повышением температуры и усилением таяния», - заключает океанограф.
Исследование показывает важность долгосрочных наблюдений в ключевых точках глобальной циркуляции океана. Доктор Йоханнес Карстенсен, соавтор исследования, подчеркивает: «Только с помощью долгосрочных программ измерений можно выявить связь между сложными океаническими и атмосферными процессами. Таким образом, важно постоянное финансирование персонала, кораблей и материалов, которые в данном случае была обеспечена за счет поддержки отдельных проектов Немецкого научного фонда DFG, Федерального министерства образования и исследований Германии."