Научный журнал Nature Geoscience опубликовал статью о рекордном замедлении Гольфстрима за последнее тысячелетие – Самые лучшие и интересные новости по теме: Гольфстрим, Сибирь, останавливается на развлекательном портале
Гольфстрим
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications. Атлантическая меридиональная циркуляция AMOC — это система океанических течений, несущих на север теплые соленые воды в верхнем слое океана, включая Гольфстрим, и транспортирующих холодные глубинные воды в южном направлении. Она представляет собой фундаментальный механизм регуляции климата, объединяющий атмосферные и термохалинные, то есть связанные с температурой и соленостью, факторы.
Более того, теплый океан, горные хребты и остывание заснеженной поверхности зимой приводят к более частому образованию на одних и тех же местах циклонов и антициклонов. Если их осреднить за зиму, то может показаться, что циклоны над Атлантикой и Тихим океаном Исландский и Алеутский минимумы и антициклоны над материками Канадский и Сибирский максимумы стоят на месте.
В итоге воздух движется уже не строго с запада на восток, а приобретает меридиональную составляющую: к западным побережьям материков он приходит с юго-запада, со стороны теплого океана, а к восточным побережьям — с северо-востока, из центральных холодных районов материков. И попробовали проверить это при помощи идеализированных экспериментов, в которых выключали все течения в Атлантике. Выяснилось, что даже если океан «плоский», то есть не переносит тепло, то Европа все равно остается существенно теплее восточного побережья США. А критически важными для температурного режима Европы оказались конфигурация атмосферного переноса и обмен теплом и влагой между океаном и атмосферой.
То есть в «отоплении» Европы океан выступает аккумулятором, который заряжается теплом Солнца за лето и отдает его зимой. А заслуги внутренних течений в этом аккумуляторе перед европейским климатом явно переоценены. Можно, конечно, сказать, что это всего лишь данные моделирований. А что говорят наблюдения?
Ученые использовали метод обратных траекторий для исследования зимней погоды в четырех европейских городах — Дублине, Париже, Лиссабоне и Тулузе. Выяснилось, что турбулентные потоки тепла и влаги от океана действительно насыщают воздушные массы, проходящие над морской поверхностью. Однако погода в изучаемых городах в первую очередь реагировала не на температуру поверхности океана, а температуру и влажность воздушных масс. Более того, в годы, когда западные ветра проходили над Гольфстримом и его продолжением, они не становились теплее и влажнее, чем обычно.
Январская температура воздуха в эксперименте с включенным сверху и выключенным снизу переносом тепла в океане В других работах было показано, что резкие границы температуры воды в районе Гольфстрима приводят к возникновению здесь же мощных восходящих движений воздуха конвекции , сильным осадкам и образованию высоких холодных облаков. Это в свою очередь запускает волнения в атмосфере, которые чувствуются в удаленных районах. Например, положение Гольфстрима влияет на интенсивность антициклонов над Гренландией: чем севернее путь течения, тем интенсивнее антициклоны. Также сдвиг Гольфстрима влияет на температуру в Баренцевом море.
Но и это не может объяснить теплые европейские зимы. Более того, ряд работ 1, 2, 3 на основе сдвиговой корреляции показал, что положение Гольфстрима само находится в зависимости — от циркуляции воздуха в Северном полушарии. Впрочем, известно, что потоки между океаном и атмосферой на коротких временных интервалах до десяти лет регулируются изменениями в атмосфере, а вот на длинных — уже в океане. К тому же, если приглядеться к результатам моделирования Сигера и его коллег, можно увидеть, что на температуру севера Европы включение-выключение течений влияет существенно.
То есть Норвегию и Мурманск Гольфстрим все же обогревает? Здесь важна общая циркуляция в Атлантике. Гольфстрим является лишь ее частью — самой видимой и наиболее известной, но не определяющей. Более того, связь Гольфстрима со своими продолжениями не так очевидна.
Неудивительно, что наши знания об этом гиганте не полны. Некоторые процессы в океане известны зачастую лишь в общих чертах, практически каждый год то или иное явление уточняется. Первые наблюдения за океаном производились на морских судах — сначала как сопутствующие, с конца XIX века они стали уже специализированными про историю судовых наблюдений можно, например, почитать здесь. Сейчас наблюдательная система за океаном включает гораздо больше компонентов: помимо научных и коммерческих судов это мареографы, специализированные заякоренные и дрейфующие буи, глайдеры, трекеры на животных, высокочастотные радары, пассивное и активное спутниковое зондирование.
Важны не только наблюдения, но и растущие мощности наших вычислительных машин, которые позволяют численно моделировать океан со все более высоким разрешением. Высокое разрешение для моделирования океана даже важнее, чем для работы с атмосферой. Тропические циклоны имеют характерное разрешение в несколько сотен километров, привычные нам циклоны до двух тысяч километров, а размеры вихрей в океане — лишь десятки километров, при этом они переносят существенную долю тепла в первую очередь вблизи экватора. Впрочем, сами по себе новые наблюдательные системы и возросшие вычислительные мощности к открытиям не приводят.
Важнейшим звеном остаются ученые и их догадки. Так, на основе всего лишь одного измерения вертикального профиля температуры воды в Атлантике, произведенного в 1750 году капитаном работоргового судна и показавшего, что под слоем теплых поверхностных вод на глубине находятся гораздо более холодные водные массы, выросла идея глобальной циркуляции океана. Циркуляции, которая не ограничивается поверхностными течениями. Через полвека после этого граф Рамфорд предположил, что теплая вода от экватора по поверхности океана течет к полюсам, а холодная наоборот — течет в глубинах океана от полюсов в сторону экватора.
Русский физик Эмиль Ленц развил эту идею в 1845 году, предположив, что теплая вода «опрокидывается» в районе полюсов, а холодная поднимается на поверхность в районе экватора — тем самым, по сути, впервые описав схему атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции АМОЦ. В начале XX века немецкий океанограф Бреннеке объединил АМОЦ и поверхностные течения в единую схему, в которой сохранялся подъем воды на экваторе. Следующий шаг был сделан в 1925—1927 годах после исследований немецких океанографов на судне «Метеор»: в схеме Георга Вюста пропадает подъем воды на экваторе, появляются различные уровни, где поток воды направлен на юг или на север. А в середине XX века американский океанограф Генри Стоммел показал, что опрокидывание теплой воды происходит в узких зонах, где она охлаждается и за счет активного испарения становится более соленой — поэтому тяжелеет и опускается вниз.
Причем в схеме Стоммела вода к югу течет в узкой зоне на западе океана. Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Ленц 1845 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Бреннеке 1909 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Вюст 1949 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Стоммел 1957 , показаны приповерхностные и глубинные течения. И Вюст и Стоммел показали, что в Атлантике поток тепла направлен через экватор в Северное полушарие. В итоге температура воды на севере Атлантики выше, чем на севере Тихого океана.
Но различается не только температура: на севере Атлантики выше соленость, а уровень воды наоборот, ниже, чем на севере Тихого океана — почти на метр! Эти отличия связаны с разностью в осадках и в меньшей степени с испарением : в силу атмосферной циркуляции и размеров океанов испаряющаяся над Тихим океаном влага по большей части над ним же и выпадает, а из Атлантики — переносится на материк. Все это независимо привело в начале 1980-х двух океанологов — американца Уоллеса Брокера и россиянина Сергея Сергеевича Лаппо — к одной и той же догадке: существует глобальная термохалинная циркуляция то есть определяемая разностями плотности вследствие разной температуры и солености , связывающая между собой все океаны. В 1982 году Брокер сравнил такую циркуляцию с лентой конвейера, а в 1987 году иллюстратор журнала Natural History Джо ле Моньер нарисовал ее каноническую схему.
В 2001 году для третьего отчета IPCC на эту же схему были добавлены зоны формирования глубинных вод — ключевые зоны океанической конвекции, изменения в которых могут тормозить конвейер кстати, именно в этом отчете возможная остановка конвейера была оценена как маловероятное событие со значительными последствиями, но об этом чуть позже. Для сравнения, крупнейшая река в мире — Амазонка — переносит 0,2 свердрупа, а самое сильное течение в океане, Антарктическое циркумполярное, опоясывающее шестой континент — 130 свердрупов. Гольфстрим не так уж сильно ему уступает: он переносит от 85 до 105 свердрупов. То есть в пять раз больше, чем АМОЦ!
Почему же для переноса тепла на север Атлантики важна именно последняя, а не Гольфстрим? Ведь вот же на картах и схемах «река» хотя это конечно не река, а множество отдельных вихрей , которая несет тепло в Европу, как когда-то несла в направлении Старого света галеоны с золотом. Ученые провели эксперимент: с 1990-го по 2002 год они запустили в воду сотни дрифтеров в субтропиках и умеренных широтах Атлантики и посмотрели, как эти они дрейфовали вместе с поверхностными течениями. Из 273 дрифтеров, прошедших через район Гольфстрима, до Северной Европы добрался только один.
Сверху: траектории движения дрифтеров на поверхности Атлантического океана с 1990 по 2002, проходящие через регион Гольфстрима показан прямоугольником. Снизу: траектории дрифтеров, проходящих через Исландское море показано прямоугольником. Зеленым цветом показаны траектории дрифтеров до попадания в регион, синим — после Похожий результат был получен и с модельными дрифтерами в численной модели океана: было показано, что из приповерхностных вод субтропического круговорота в субполярный попадает лишь 5 процентов дрифтеров.
Авторы нового исследования проследили изменения температуры поверхности океана с 1870 года до наших дней, наложили их на траектории развития ситуации в аналогичных системах, приближающихся к переломным моментам, учли рост выбросов парниковых газов. По словам климатолога.
Мы видим, что и по данным наблюдений, и по данным климатических моделей современная интенсивность АМОС, то есть максимум меридиональной функции тока на рис. Насколько же это значение меньше, чем, скажем, тысячу лет назад?
Точного ответа на такой вопрос, конечно, нет, ведь тысячу лет назад AMOC никто не измерял и её интенсивность можно оценить только по косвенным данным. Из-за чего же это произошло? Авторы статьи в журнале «Nature Geoscience» считают, что основная причина — глобальное потепление, вызванное деятельностью человечества. И в этом случае в ближайшие десятилетия нас ждёт дальнейшее уменьшение интенсивности AMOC. Так ли это? Чтобы ответить на этот вопрос, надо оценить, насколько изменилась интенсивность AMOC к настоящему моменту благодаря антропогенным воздействиям. В этом нам поможет проведённый сотрудниками Института вычислительной математики им. В эксперименте учтены все известные воздействия на климатическую систему, как антропогенные увеличение концентраций парниковых газов, изменение концентраций или эмиссий антропогенных аэрозолей , так и естественные извержения вулканов, небольшие изменения солнечного излучения, наблюдавшиеся в этот период, и т.
Привело ли такое уменьшение к фактическому похолоданию в Северной Атлантике? Нет, это привело всего лишь к тому, что в Северной Атлантике теплело несколько меньше, чем в других регионах, так как результат от замедления AMOC нивелировался потеплением. Сравнение имеющихся данных наблюдений показывает, что практически везде в Северной Атлантике в 1955—2015 годах происходило потепление. Это подтверждается и в Пятом оценочном докладе международной группы экспертов по изменению климата, где сделан вывод, что как температура поверхности, так и теплосодержание верхнего 700-метрового слоя воды в последние десятилетия возрастали. А данные реконструкции температуры по-верхности за последние 2900 лет показывают, что Северная Атлантика в последние два десятилетия теплее, чем когда-либо. Что же нас ожидает в относительно недалёком будущем, скажем, до конца XXI века? Ответ на этот вопрос, конечно, зависит от того, по какому пути пойдёт человечество. Если предположить дальнейший рост антропогенных эмиссий парниковых газов и связанное с этим развитие глобального потепления, то можно ожидать и дальнейшего уменьшения интенсивности АМОС.
Аналогичные прогнозы уменьшения интенсивности AMOC дают и другие климатические модели. Дополнительные численные эксперименты показывают, что основная причина уменьшения интенсивности AMOC в данном случае — уменьшение охлаждения атлантической воды в умеренных широтах из-за глобального потепления, а поток пресной воды вследствие таяния гренландского и морского арктического льда, а также увеличения осадков играют вторичную роль. Глобальное повышение температуры составит 3—4 градуса. Что же произойдёт с температурой в Северной Атлантике и Европе?
Что будет, если остановится течение Гольфстрим
А новые данные показывают, что Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция — Гольфстрим одна из ее ветвей — действительно замедляется и ослабевает. Гольфстрим и другие течения в Северной Атлантике замедлились, выяснили ученые Потсдамского института изучения климата (PIK). Гольфстри́м — тёплое морское течение в Атлантическом океане. В узком смысле Гольфстримом называют течение вдоль восточного побережья Северной Америки от. Гольфстрим и другие течения в Северной Атлантике замедлились, выяснили ученые Потсдамского института изучения климата (PIK). Течение Гольфстрим может остановиться к 2025 году. Жизненно важная система океанских течений, которая оказывает большое влияние на климат Северного полушария, может остановиться в любое время начиная с.
Атлантическая циркулярка
Одним из ключевых течений для климата в Северном полушарии является Гольфстрим. Однако, как показывает недавнее исследование, в совсем скором будущем течение может перестать существовать. Это может произойти в любой момент, начиная с 2025 года и по 2095 год. При этом возможные последствия эксперты охарактеризовали как климатический хаос.
Гольфстрим может остановиться гораздо раньше, чем ожидали ученые Что такое Гольфстрим и как он влияет на климат Влияние океанических течений на климат сложно переоценить. Как мы рассказывали ранее, именно благодаря им завершился последний ледниковый период и началось глобальное потепление. В настоящее время в качестве примера влияния океана на климат, можно привести явление Эль-Ниньо, из-за которого нынешний год бьет температурные рекорды.
Гольфстрим переносит теплую воду к берегам Западной Европы и Северной Америки Тем не менее, ситуация могла бы быть гораздо хуже, если бы не Атлантическая меридиональная опрокидывающая циркуляция AMOC , частью которого является и Гольфстрим. Он переносит теплые воды из тропических широт на север. Холодные же воды с севера переносятся на юг, благодаря чему не дают воздуху нагреваться до экстремально высоких температур.
Причины появления такого сильного течения на планете кроются в способности Земли постоянно вращаться и активных ветрах-пассатах. Если говорить о направлении Гольфстрима, то оно берет свое начало поблизости от Багамских островов , в экваториальной зоне. Перед Гольфстримом протекает Юкатанское течение, которое проходит вдоль Кубы , впадает в Мексиканский залив и далее объединяется с Антильским течением. В это сложном процессе и рождается Гольфстрим. Течение проходит с юга на север, пересекая восточное побережье Северной Америки. Затем его воды направляются в западную сторону к центральной части Атлантики и приближаются к северо-западному побережью Европы. Проходя вдоль Британских островов и огибая Скандинавский полуостров, Гольфстрим несет свое тепло воздушным массам, которые формируют теплые ветра, дующие на территории Европы. По мере своего движения Гольфстрим постепенно охлаждается и превращается в северо-восточное течение, которое устремляется на юг. Занимательные факты За долгую историю своего существования в мире накопилось множество интересных фактов о столь известном феномене.
Один из них связан с тем, что течение не является единой массой воды. Этому природному явлению свойственно разветвление потоков воды, которые перемещаются в одном направлении, создавая завихрения разной формы.
Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. В том числе имеющиеся свидетельства о Малом ледниковом периоде или данные анализа льдов Гренландии.
Глобальное потепление[ править править код ] Также считается, что нарушение течения может стать результатом глобального потепления , поскольку на динамику течения оказывает значительное влияние солёность океанской воды, уменьшающаяся из-за таяния льдов. Возможно также влияние уменьшающейся разности температур между полюсом и экватором при усилении парникового эффекта. Таким образом, «глобальное потепление» грозит Европе катастрофическим похолоданием. Ученые Университетского колледжа Лондона обратили внимание на то, что течение Гольфстрим сильно замедлилось и в настоящее время достигло минимума за последние 1600 лет [11].
Первые наблюдения за океаном производились на морских судах — сначала как сопутствующие, с конца XIX века они стали уже специализированными про историю судовых наблюдений можно, например, почитать здесь. Сейчас наблюдательная система за океаном включает гораздо больше компонентов: помимо научных и коммерческих судов это мареографы, специализированные заякоренные и дрейфующие буи, глайдеры, трекеры на животных, высокочастотные радары, пассивное и активное спутниковое зондирование. Важны не только наблюдения, но и растущие мощности наших вычислительных машин, которые позволяют численно моделировать океан со все более высоким разрешением.
Высокое разрешение для моделирования океана даже важнее, чем для работы с атмосферой. Тропические циклоны имеют характерное разрешение в несколько сотен километров, привычные нам циклоны до двух тысяч километров, а размеры вихрей в океане — лишь десятки километров, при этом они переносят существенную долю тепла в первую очередь вблизи экватора. Впрочем, сами по себе новые наблюдательные системы и возросшие вычислительные мощности к открытиям не приводят.
Важнейшим звеном остаются ученые и их догадки. Так, на основе всего лишь одного измерения вертикального профиля температуры воды в Атлантике, произведенного в 1750 году капитаном работоргового судна и показавшего, что под слоем теплых поверхностных вод на глубине находятся гораздо более холодные водные массы, выросла идея глобальной циркуляции океана. Циркуляции, которая не ограничивается поверхностными течениями.
Через полвека после этого граф Рамфорд предположил, что теплая вода от экватора по поверхности океана течет к полюсам, а холодная наоборот — течет в глубинах океана от полюсов в сторону экватора. Русский физик Эмиль Ленц развил эту идею в 1845 году, предположив, что теплая вода «опрокидывается» в районе полюсов, а холодная поднимается на поверхность в районе экватора — тем самым, по сути, впервые описав схему атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции АМОЦ. В начале XX века немецкий океанограф Бреннеке объединил АМОЦ и поверхностные течения в единую схему, в которой сохранялся подъем воды на экваторе.
Следующий шаг был сделан в 1925—1927 годах после исследований немецких океанографов на судне «Метеор»: в схеме Георга Вюста пропадает подъем воды на экваторе, появляются различные уровни, где поток воды направлен на юг или на север. А в середине XX века американский океанограф Генри Стоммел показал, что опрокидывание теплой воды происходит в узких зонах, где она охлаждается и за счет активного испарения становится более соленой — поэтому тяжелеет и опускается вниз. Причем в схеме Стоммела вода к югу течет в узкой зоне на западе океана.
Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Ленц 1845 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Бреннеке 1909 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Вюст 1949 Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Стоммел 1957 , показаны приповерхностные и глубинные течения. И Вюст и Стоммел показали, что в Атлантике поток тепла направлен через экватор в Северное полушарие. В итоге температура воды на севере Атлантики выше, чем на севере Тихого океана.
Но различается не только температура: на севере Атлантики выше соленость, а уровень воды наоборот, ниже, чем на севере Тихого океана — почти на метр! Эти отличия связаны с разностью в осадках и в меньшей степени с испарением : в силу атмосферной циркуляции и размеров океанов испаряющаяся над Тихим океаном влага по большей части над ним же и выпадает, а из Атлантики — переносится на материк. Все это независимо привело в начале 1980-х двух океанологов — американца Уоллеса Брокера и россиянина Сергея Сергеевича Лаппо — к одной и той же догадке: существует глобальная термохалинная циркуляция то есть определяемая разностями плотности вследствие разной температуры и солености , связывающая между собой все океаны.
В 1982 году Брокер сравнил такую циркуляцию с лентой конвейера, а в 1987 году иллюстратор журнала Natural History Джо ле Моньер нарисовал ее каноническую схему. В 2001 году для третьего отчета IPCC на эту же схему были добавлены зоны формирования глубинных вод — ключевые зоны океанической конвекции, изменения в которых могут тормозить конвейер кстати, именно в этом отчете возможная остановка конвейера была оценена как маловероятное событие со значительными последствиями, но об этом чуть позже. Для сравнения, крупнейшая река в мире — Амазонка — переносит 0,2 свердрупа, а самое сильное течение в океане, Антарктическое циркумполярное, опоясывающее шестой континент — 130 свердрупов.
Гольфстрим не так уж сильно ему уступает: он переносит от 85 до 105 свердрупов. То есть в пять раз больше, чем АМОЦ! Почему же для переноса тепла на север Атлантики важна именно последняя, а не Гольфстрим?
Ведь вот же на картах и схемах «река» хотя это конечно не река, а множество отдельных вихрей , которая несет тепло в Европу, как когда-то несла в направлении Старого света галеоны с золотом. Ученые провели эксперимент: с 1990-го по 2002 год они запустили в воду сотни дрифтеров в субтропиках и умеренных широтах Атлантики и посмотрели, как эти они дрейфовали вместе с поверхностными течениями. Из 273 дрифтеров, прошедших через район Гольфстрима, до Северной Европы добрался только один.
Сверху: траектории движения дрифтеров на поверхности Атлантического океана с 1990 по 2002, проходящие через регион Гольфстрима показан прямоугольником. Снизу: траектории дрифтеров, проходящих через Исландское море показано прямоугольником. Зеленым цветом показаны траектории дрифтеров до попадания в регион, синим — после Похожий результат был получен и с модельными дрифтерами в численной модели океана: было показано, что из приповерхностных вод субтропического круговорота в субполярный попадает лишь 5 процентов дрифтеров.
Сигнал от температурных аномалий поверхности воды в районе Гольфстрима не прослеживается в температуре поверхности воды в Северной Атлантики — субтропический и субполярный круговороты оказываются в целом слабо связаны. В итоге многие свердрупы теплой воды, переносимые Гольфстримом и движимые по большей части ветром, циркулируют в субтропическом круговороте, снова и снова проходя через регион Гольфстрима, и не торопятся греть собой берега Европы. Схема движения вод в Атлантике — теплых поверхностных красные стрелки и холодных глубиных синие стрелки.
Характерное время такого глубинного обмена составляет от двух до семи лет. В северо-восточной части субполярного круговорота приток тепла дает до 0,3 петаватта, из которых 0,1 петаватта отдается в атмосферу это тепло атмосфера переносит на материк , а остальное идет дальше — на северо-запад, в Лабрадорское море, где находится одна из зон конвекции и образования верхних глубинных атлантических вод на глубине 1,5—3 километра , и на северо-восток, в сторону Норвежского, Исландского и Гренландского морей, где расположена вторая зона конвекции и где образуются нижние глубинные атлантические воды находятся ниже трех километров. До Баренцева моря в итоге доходит 0,045 петаватта.
Этого тепла хватает, чтобы круглый год поддерживать море свободным ото льда. И как раз это тепло в первую очередь связано непосредственно с АМОЦ, которая приводит в движение продолжение Гольфстрима — Североатлантическое течение. Так что если нас интересует судьба Мурманска, вопрос не в том, замедляется ли Гольфстрим, а в том, замедляется ли АМОЦ.
И если да, то из-за чего? Замедляется ли циркуляция воды в Атлантике? Свежая статья немецкого океанолога-климатолога Штефана Рамсторфа и его коллег, которую все активно обсуждали в феврале, говорит о том, что циркуляция АМОЦ сейчас самая слабая за последние 1600 лет кстати, в этой статье нет ни слова про Гольфстрим!
Ученые сделали вывод об этом на основе независимых прокси-данных, так или иначе показывающих интенсивность различных звеньев АМОЦ или процессов в атмосфере и океане, связанных с АМОЦ но не АМОЦ как таковой : соотношение различных изотопов в раковинах ископаемых беспозвоночных фораменифер на дне морей, характерного размера илистых отложений, содержания метансульфоновой кислоты в кернах гренландского льда и так далее. Вся совокупность использованных данных указывает на то, что интенсивность АМОЦ с высокой вероятностью сейчас самая слабая за прошедшие 1600 лет. Изменение различных палео-данных, косвенно указывающих на современное состояние интенсивности АМОЦ — самой слабой за последние 1600 лет Идея о том, что глобальный конвейер термохалинной циркуляции и АМОЦ вместе с ним могут ослабевать в следствие усиления парникового эффекта из-за роста концентрации СО2, была высказана американскими климатологами Сюкуро Манабе и Рональдом Стоуфером в начале 1990-х годов.
На основе численных экспериментов с климатической моделью с удвоением и учетверением концентрации СО2 в атмосфере ученые выявили, что на севере Атлантики в результате таяния льдов Арктики и Гренландии и усиления осадков будут распресняться поверхностные воды. Это приводило к ослаблению конвекции опускания вод и замедлению термохалинной циркуляции. Предсказанное 30 лет назад распреснение уже происходит.
Значит, замедляется и АМОЦ? В 2010 году ослабление глобальной океанической циркуляции косвенно подтвердили по данным наблюдений за полем температуры поверхности океана, выделив в нем различные моды изменчивости. Позже в качестве меры интенсивности АМОЦ было предложено оценивать температуру поверхности воды в субполярном североатлантическом круговороте, одном из наиболее чувствительных к АМОЦ регионе.
Пока весь мир теплел, данный регион охлаждался. Даже появился термин warming hole — «дыра в потеплении». Весной 2004 года на 26,5 градусе северной широты была развернута наблюдательная сеть RAPID с целью наблюдения за АМОЦ, которая включила в себя целый комплекс наблюдений: подводный кабель во Флоридском проливе для измерения потока Гольфстрима , массив заякоренных буев в открытом океане и датчиков давления на дне океана для измерения потока в океанической толще , и данные спутниковых измерений ветра на поверхности океана для определения так называемого экмановского переноса воды, возникающего вследствие действия ветра и силы Кориолиса в приповерхностном слое океана.
Серьезное ослабление АМОЦ регистрировалось в 2009—2010 годах, но с тех пор циркуляция восстановилась. Самые свежие работы, основанные на различных океанографических наблюдениях в том числе и на данных RAPID показывают 1, 2, 3 , что АМОЦ достаточно устойчива и не ослабляется. О стабильности говорят и прямые наблюдения акустических допплеровских профилемеров за транспортом Гольфстрима и многочисленные океанографические данные о положении Гольфстрима 1, 2.
Но вот данные спутниковой альтиметрии и береговых станций, наблюдающих за уровнем моря, указывают 1, 2 на небольшое ослабление и смещение Гольфстрима к югу.
Течение Гольфстрим
В 2010 году мировое сообщество потрясла ужасная новость: течение Гольфстрим, терморегулятор нашей планеты, может остановиться! Термическая карта Гольфстрима у побережья Северной Америки. Первая карта Гольфстрима была составлена Бенджамином Франклином и Тимоти Фолгером в 1769–1770 годах.
Гольфстрим изменил направление. Какие последствия?
Немецкие климатологи выяснили, что Гольфстрим никогда не был так близок к остановке. Из-за остановки Гольфстрима Калининград может оказаться на берегу Сарматского моря. Главная» Новости» Течение гольфстрим новости.
Гольфстрим замедляется, и последствия будут глобальными
Течение Гольфстрим — это сильное океаническое тепловое течение, которое начинается у побережья Флориды и дальше продолжает свой путь вдоль Восточного побережья США. Гольфстрим как существующее течение обнаружен не был. За то, что климат в странах Старого Света достаточно мягкий и приятный, его жителям надо благодарить систему течений в Атлантическом океане, в первую очередь — Гольфстрим.
Чем грозит слабеющий Гольфстрим?
В 2021 году скорость этого теплого атлантического течения впервые за тысячу лет упала до минимума. Эксперт напомнил, что Гольфстрим, по сути, — большая река с температурой на три-четыре градуса выше, чем окружающие воды. Естественно, вклинивающаяся туда ледяная вода из Северного Ледовитого океана сильно охлаждает поток. В определенные периоды, в основном при повышении уровня воды в Северном Ледовитом океане, Гольфстрим ослабляется. Да, происходит некоторое похолодание, но, нужно сказать, едва ли теплое течение остановится в ближайшем будущем. С 2025 годом, скорее всего, немножко погорячились. Андрей Фролов Остановка Гольфстрима уже была Остановка Гольфстрима, если она все же произойдет, действительно станет катастрофой для Европы, подтвердил эксперт.
Однажды такое уже было: в 1600 году извержение перуанского вулкана Уайнапутина выдало огромное облако пепла, которое накрыло всю северную часть Южной Америки над Карибским и Саргассовым морями.
А колебания парниковых газов в атмосфере во время ледниковых эпох сама же АМОЦ и модулировала , запуская таким образом свои переходы от холодной к теплой фазам. Впрочем, все это относится к условиям ледниковых эпох, где уровень океана низок, континенты покрыты ледниками, а концентрация CO2 в атмосфере невысока. В современном климате остановка АМОЦ крайне маловероятна, хотя ослабление вполне возможно. Чем это может нам аукнуться на фоне глобального потепления? Глобальное потепление vs. Модели предсказывают, что холодная аномалия в Северной Атлантике тот самый warming hole сохранится в ближайшие десятилетия — из-за ослабления конвекции в субполярном круговороте 9 моделей из 40 предсказывают достаточно резкое похолодание, остальные 31 более плавное.
Повлияет ли это на климат Европы? Для ответа на этот вопрос надо вычленить эффект ослабления АМОЦ на температуру воздуха. В 1988 году Манабе и Стоуфер показали , что в климатической модели океан-атмосфера могут формироваться два устойчивых состояния — с термохалинной циркуляцией в Атлантике и без неё в продолжении гипотезы Стоммела-Брокера. Без циркуляции на севере Атлантики становится холоднее на 7-9 градусов. Это похолодание затрагивает и Европу. Поздние эксперименты 1 , 2 , 3 проверили степень похолодания для сценария заметно ослабленной но не остановленной АМОЦ. Оно составило 5—8 градусов Цельсия.
Эти сценарии выглядят внушительно, но есть одно важное «но»: АМОЦ в этих экспериментах ослабляли, добавляя в модель поток пресной воды. А результаты экспериментов сравнивались с контрольными экспериментами, в которых парниковый эффект соответствовал доиндустриальному уровню. Но ведь сейчас концентрация СО2 в атмосфере растет! Так что надо провести обратный эксперимент, что недавно и сделали ученые из США и Франции. Они взяли проекцию климата на XXI век с учетом антропогенного влияния, взяв самый агрессивный сценарий — Атлантика опреснялась, АМОЦ ослабевала на 30 процентов. И сравнили этот сценарий с ситуацией, в которой при потеплении АМОЦ не ослабевает для этого из модели убрали пресную воду из Северной Атлантики. Что в результате?
Ослабевание АМОЦ приводит к тому, что в Европе потепление из-за глобального изменения климата будет ощущаться не так сильно. Основной эффект «непотепления» будет проявляться к югу от Гренландии — в районе той самой warming hole. Но ослабление АМОЦ, само по себе вызванное потеплением, не перевернет это потепление вспять. На похолодание в Европе рассчитывать не стоит, в XXI веке точно. Не замерзнет и Мурманск. Более того, ряд новых данных говорит о том, что приток тепла в Арктику может только усиливаться. Недавно было обнаружено статистически значимое увеличение кинетической энергии океана с начала 1990 годов, приводящее к ускорению океанической циркуляции, причем и на больших глубинах.
Основная причина — усиление ветра в приземном слое и в меньшей степени изменение его направления , особенно в тропиках Южного полушария Тихого океана. Как повлияет это усиление на глобальный океанический конвейер и АМОЦ — пока непонятно. Может помочь и атмосфера: ученые рассмотрели большой ансамбль современных моделей от максимума оледенения до учетверения СО2 и показали , что общий меридиональный поток тепла от экватора к полюсам меняется слабо разве что в максимуме оледенения он был на 4 процента больше , однако то, каким путем он идет — в атмосфере или в океане — существенно зависит от внешних условий. Работает так называемая компенсация Бьеркнеса: в приближении слабых изменений радиационного баланса на верхней границе атмосферы климатическая система продолжит тем или иным путем доставлять тепло из перегретых тропиков к холодным полюсам, а значит, если ослабеет один поток в океане или в атмосфере , то усилится другой. Компенсация атмосферой ослабления потока в океане за счет АМОЦ была показана в ряде модельных работ 1 , 2. Впрочем, при усилении парникового эффекта поток именно в Северный Ледовитый океан только усиливается. Так, модельные эксперименты с различным содержанием парниковых газов от одной четвертой до учетверенной концентрации СО2 показывают , что перенос тепла океаном в Арктику увеличивается при росте концентрации CO2, в основном — через северо-восточные моря Атлантики.
Ученые показали, что океанический перенос тепла усиливается в результате ветрового воздействия и переноса тепла поверхностными течениями и обычной теплопередачей, а вот АМОЦ отходит на второй план. Пожалуй, это можно сравнить с гидромассажной ванной: в одном случае ванна наполнена холодной водой и с боков бьют струи очень теплой воды, в другом — струи уже не такие теплые, но зато и вся остальная вода в ванной уже не такая холодная. А теплее вода в этой ванной, то есть в мировом океане, становится из-за антропогенной деятельности. Человечество, увеличивая концентрацию парниковых газов в атмосфере, живет сейчас в эпоху разбаланса радиационных потоков на верхней границе атмосферы: приходит к нашей планете по-прежнему около 340 Ватт на квадратный метр, но вот уходит в космос уже около 339. В итоге в земной климатической системе копится избыточное тепло. Причем, около 90 процентов избыточного тепла уходит в океан: каждый год сюда добавляется около 9 зеттаджоулей 1021 джоулей — это примерно в 15 раз больше, чем вся энергия, которую производит человечество за год. Результаты наблюдений и реанализов показывают, что океан становится все теплее.
Потепление и осолонение в верхнем километровом слое происходит в Северной Атлантике как минимум с середины XX века а вот на глубине вода становится более холодной и пресной, из-за усиления таяния льда Гренландии и морских льдов в Арктике. Палеоданные показывают , что температура поверхности океана в Северной Атлантике сейчас самая высокая за последние 3000 лет. Исключением является тот самый warming hole. Но и с ним все в итоге не так просто. Например, в 2015 году похолодание в Северной Атлантике было вызвано в первую очередь атмосферными процессами, которые привели к аномальным потерям тепла океаном. Свежее исследование европейских климатологов показало , что в формировании подобных холодных аномалий участвует сразу несколько игроков: это и охлаждающий эффект облаков, и ослабление притока тепла из низких широт как раз то самое ослабление АМОЦ , и, что самое важное, усиливающийся отток тепла из субполярного круговорота в полярные широты, в сторону Норвежского моря. Это усиление потока ученые достаточно уверенно атрибутировали к антропогенному усилению парникового эффекта.
Кроме того, в 2018 году две независимые группы ученых показали 1 , 2 , что существенным образом отличается климатический отклик на ослабление АМОЦ, которое вызвано внутренней изменчивостью и внешним воздействием усилением парникового эффекта. В экспериментах без внешнего воздействия усиление АМОЦ хорошо коррелирует с притоком тепла в Арктику за счет конвергенции тепла, то есть за счет узких теплых струй и росту температуры в Северной Европе. А в экспериментах с антропогенным воздействием наблюдается одновременное ослабление АМОЦ и рост притока тепла в Арктику — за счет адвекции прогретых поверхностных вод, то есть за счет прогрева всей «ванной». Приток теплой воды в Арктику только растет — ученые говорят об усилении притока воды в Баренцево море на один свердруп. Поступающая вода примерно на градус теплее, чем раньше. Происходит самая настоящая «атлантификация» Арктики. Итак, замерзнет ли Европа?
Моделирование показывает, что сильные холодные аномалии в районе warming hole приводят к своеобразной фиксации положения струйных течений и блокирующих антициклонов.
Доктор физико-математических наук Евгений Володин, Институт вычислительной математики им. Марчука РАН. Предположения о том, что Гольфстрим — тёплое океаническое течение, поддерживающее мягкий климат Европы, — ослабевает, появились более десяти лет назад см. За прошедшее время собраны новые данные, уточняющие поведение Гольфстрима и степень его влияния на климат Европы.
Схема Атлантического меридионального течения: поверхностная часть течения обозначена сплошными линиями, глубоководная — пунктирными. Цвет линий отвечает приблизительной температуре воды. Рисунок: R. Меридиональная функция тока значения приведены в Св в Атлантике, осреднённая за 1980—2014 годы по данным модели климата INM-CM5-0, разработанной в Институте вычислительной математики им. Стрелками обозначены направления течений.
Рисунок Евгения Володина. Вероятное изменение температуры в 2081—2100 годах по сравнению с 1981—2000 годами, по данным модели климата INM-CM5-0. Насколько такие опасения обоснованы? Основная мысль статьи сформулирована уже в заголовке: Атлантическая меридиональная циркуляция Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC в последние годы слабее, чем когда-либо ещё в течение последних 1600 лет. Такой вывод авторы делают на основе реконструкции различных параметров морской воды и морской экосистемы в североатлантическом регионе, проанализировав различные фактические данные: изотопный состав кораллов и донных отложений, результаты гранулометрического анализа, состав планктона, химический состав ледовых кернов Гренландии и кольца произрастающих в регионе деревьев.
Чтобы понять, почему данное утверждение представляет большой интерес, разберёмся, что такое AMOC и как с ней связан Гольфстрим. Дальше течение разветвляется. Часть поворачивает на юг и возвращается в тропики, а несколько ветвей в виде тёплых течений доходят до окрестностей Скандинавии, Исландии и Гренландии рис. Атлантические тёплые течения проникают и дальше на север, в Баренцево море, огибают Шпицберген и распространяются в более удалённые районы Северного Ледовитого океана. В широком смысле Гольфстримом называют всю систему тёплых течений Северной Атлантики.
Скорость тёплых течений максимальна в верхних нескольких сотнях метров океана, а затем уменьшается с глубиной или даже меняется на скорость противоположного направления. Атлантической меридиональной циркуляцией называют течения Атлантического океана, осреднённые вдоль долготы. AMOC принято визуализировать в виде меридиональной функции тока см.
Недавно мы рассказывали о том, что такие же процессы происходят с антарктическими опрокидывающимися течениями , и подробно описывали как потепление климата влияет на течения. Вместо потепления Западную Европу может ожидать ледниковый период Что случится, если Гольфстрим остановится Как мы сказали выше, Гольфстрим представляет собой теплое течение, которое нагревает арктический воздух, переносимый ветрами на северо-запад Европы. Это значит, что остановка Гольфстрима грозит серьезным похолоданием в Западной Европе. Регион в таком случае ждут суровые зимы. То же самое касается и Северной Америки.
А еще по всей планете будут происходить засухи и всевозможные погодные катаклизмы. Таким образом, на фоне глобального потепления, некоторые регионы планеты ожидает серьезное похолодание, которое может продлиться столетие или даже несколько столетий. Но не все ученые согласны с тем, что ситуация настолько критическая. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке. Все же компьютерное моделирование не отображает в полной мере реальную ситуацию, так как не учитывает многие физические процессы, которые могут повлиять на течения.
Течение Гольфстрим поменяло свое направление. Гольфстрим океаническое течение меняет...
Но из-за глобального потепления ледники тают слишком быстро и увеличивают количество пресной воды в океане, которая просто душит Гольфстрим. Почему это страшно Тёплый Гольфстрим идёт до северных регионов, поэтому он очень сильно влияет на местный климат. Из-за течения погода в скандинавских странах и в Европе довольно мягкая, несмотря на близость ко льдам. Однако если этого поступления тепла не станет, то начнутся довольно суровые изменения климата. Некоторые немецкие учёные даже прогнозируют новый ледниковый период. Однако российские специалисты уверены , что вечная зима не настанет, а просто глобальное потепление замедлит ход. Однако заведующая лаборатории физики моря атлантического отделения океанологии им. Потому что как рождается течение?
Поток воды на север приносит в Северную Атлантику более тёплую воду с юга, а обратный поток в глубине уносит более холодную воду, отдавшую значительное количество тепла атмосфере. Здесь, собственно, тоже не всё так просто.
Этот поток частично компенсируется обратным потоком тепла в центральной и восточной части Атлантики, который составляет в среднем около 1,8 ПВт. Ещё примерно 0,55 ПВт составляет поток тепла, переносимый экмановскими течениями верхнего слоя и мелкомасштабными течениями. Итого в сумме получается 1,25 ПВт. Это тот поток тепла, который переносит AMOC на север. Так происходит только в Атлантике, другие океаны переносят к полюсам гораздо меньше тепла, поэтому вода в Северной Атлантике заметно теплее, чем вода в Тихом океане на той же широте или вода Южного океана на тех же градусах южной широты. От воды нагревается и воздух. Учитывая преобладание западных ветров в умеренных широтах, климат Европы тоже заметно теплее, чем Азии и Северной Америки на той же широте. Такие события неоднократно случались в прошлом. Так, во время последнего ледникового периода 20—110 тыс.
Поверхностная вода становилась более лёгкой, её опускание затруднялось или прекращалось, это приводило к значительному ослаблению AMOC, а значит и к существенным похолоданиям во всём Северном полушарии. Последнее событие такого рода произошло примерно 11 700—12 900 лет назад и было связано с таянием Северо-Американского ледового щита, когда огромное количество пресной воды, скопившейся в озёрах, наконец прорвалось в Северную Атлантику. Это событие также привело к значительному похолоданию во всём Северном полушарии. Поэтому данные о том, что AMOC уменьшается и уже несколько десятилетий слабее, чем когда-либо в последние 1600 лет, не могут не настораживать. Насколько сильно уменьшилась AMOC по сравнению с предшествующим периодом? Какова вероятная причина такого уменьшения? Привело ли это вместо глобального потепления к похолоданию, например, в Северной Атлантике и Европе? Могут ли такие явления произойти в будущем? Попытаемся ответить на эти вопросы.
Мы видим, что и по данным наблюдений, и по данным климатических моделей современная интенсивность АМОС, то есть максимум меридиональной функции тока на рис. Насколько же это значение меньше, чем, скажем, тысячу лет назад?
Это тот поток тепла, который переносит AMOC на север. Так происходит только в Атлантике, другие океаны переносят к полюсам гораздо меньше тепла, поэтому вода в Северной Атлантике заметно теплее, чем вода в Тихом океане на той же широте или вода Южного океана на тех же градусах южной широты.
От воды нагревается и воздух. Учитывая преобладание западных ветров в умеренных широтах, климат Европы тоже заметно теплее, чем Азии и Северной Америки на той же широте. Такие события неоднократно случались в прошлом. Так, во время последнего ледникового периода 20—110 тыс.
Поверхностная вода становилась более лёгкой, её опускание затруднялось или прекращалось, это приводило к значительному ослаблению AMOC, а значит и к существенным похолоданиям во всём Северном полушарии. Последнее событие такого рода произошло примерно 11 700—12 900 лет назад и было связано с таянием Северо-Американского ледового щита, когда огромное количество пресной воды, скопившейся в озёрах, наконец прорвалось в Северную Атлантику. Это событие также привело к значительному похолоданию во всём Северном полушарии. Поэтому данные о том, что AMOC уменьшается и уже несколько десятилетий слабее, чем когда-либо в последние 1600 лет, не могут не настораживать.
Насколько сильно уменьшилась AMOC по сравнению с предшествующим периодом? Какова вероятная причина такого уменьшения? Привело ли это вместо глобального потепления к похолоданию, например, в Северной Атлантике и Европе? Могут ли такие явления произойти в будущем?
Попытаемся ответить на эти вопросы. Мы видим, что и по данным наблюдений, и по данным климатических моделей современная интенсивность АМОС, то есть максимум меридиональной функции тока на рис. Насколько же это значение меньше, чем, скажем, тысячу лет назад? Точного ответа на такой вопрос, конечно, нет, ведь тысячу лет назад AMOC никто не измерял и её интенсивность можно оценить только по косвенным данным.
Из-за чего же это произошло? Авторы статьи в журнале «Nature Geoscience» считают, что основная причина — глобальное потепление, вызванное деятельностью человечества. И в этом случае в ближайшие десятилетия нас ждёт дальнейшее уменьшение интенсивности AMOC. Так ли это?
Гольфстрим - это теплое течение. Именно поэтому зимы на западном побережье Европы такие мягкие. Он также сохраняет зимние температуры теплее, а летние - прохладнее на восточном побережье Флориды. Так что же произойдет, если этот теплоноситель будет отключен? Ну, тогда он перестанет приносить теплые воды в эти районы. Западная Европа погрузится в глубокую заморозку.
Да и Северная Америка тоже. Ледяные бури будут бушевать в Испании, Франции, Португалии и Великобритании. Лондон, как и другие города, покроет снегом. У восточного побережья США была бы другая проблема - повышение уровня воды. Обычно уровень моря на побережье США ниже, чем на побережье Европы. Всё дело в Гольфстриме, который приносит в Европу более тёплую воду.
Исключите Гольфстрим из уравнения, и вода снова потечет в сторону США. В долгосрочной перспективе это привело бы к разрушению сельского хозяйства в этих районах, утопив экономику, которая полагается на выращивание и распределение сельскохозяйственных культур.