Океан берёт удар на себя: почему штормы у Антарктиды путают климатические прогнозы

Южный океан долго считался удаленным и малозаметным элементом климатической системы, но именно он берет на себя основную нагрузку от глобального потепления. Новое исследование показывает, что ключевую роль в этом процессе играют штормы, которые усиливают поглощение тепла океаном. Ранее ученые уже предупреждали, что в регионе накапливается избыточная энергия, превращая Южный океан в своеобразную тепловую бомбу под Антарктидой. Эти данные ставят под сомнение точность ряда климатических прогнозов. Об этом сообщает Earth.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

океанский шторм

Почему Южный океан так важен для климата

Южный океан окружает Антарктиду и соединяет Атлантический, Тихий и Индийский океаны в единую циркуляционную систему. Через него перемещаются огромные объемы воды, тепла и углерода, что помогает сглаживать температурные контрасты на планете.

По оценкам ученых, именно этот океан поглощает более 75% избыточного тепла, возникающего из-за деятельности человека. Если бы этого не происходило, атмосфера нагревалась бы значительно быстрее, усиливались бы тепловые волны, а таяние льдов шло бы куда интенсивнее.

Как штормы усиливают поглощение тепла

Штормы над Южным океаном сопровождаются мощными ветрами, которые активно перемешивают верхние слои воды. Это разрушает привычную стратификацию, при которой теплые поверхностные воды остаются сверху, а холодные — в глубине.

В результате холодная вода поднимается к поверхности, а тепло уходит вниз. Поверхность океана охлаждается и начинает забирать еще больше тепла из атмосферы, снижая ее температуру.

"Наше исследование показывает, что лето с более сильной штормовой активностью приводит к более низким температурам поверхности Южного океана. Это означает, что в штормовую погоду океан поглощает больше тепла, чем в спокойные периоды", — отметил ведущий автор работы Марсель дю Плесси.

Изменения штормовой активности у Антарктиды

Анализ многолетних данных показал, что штормы вокруг Антарктиды со временем усиливаются. Одной из причин стал рост разницы атмосферного давления между антарктическими широтами и субтропиками.

Чем больше этот контраст, тем сильнее ветры и интенсивнее штормы. В свою очередь, это ведет к более глубокому перемешиванию воды и повышенному поглощению тепла океаном, а также к росту осадков, связанных с тем, как работает штормовой двигатель планеты.

Где ошибаются климатические модели

Климатические модели лежат в основе стратегий адаптации и климатической политики. Однако многие из них недостаточно точно учитывают штормовые процессы в Южном океане.

Из-за этого модели часто переоценивают температуру поверхности воды и недооценивают объем поглощаемого тепла.

"Именно поэтому наши результаты так важны: корректное описание штормовых процессов критично для более точных климатических прогнозов", — подчеркнул Марсель дю Плесси.

Даже небольшие расхождения в расчетах со временем накапливаются и приводят к серьезной неопределенности в прогнозах будущего климата.

Как ученые изучают один из самых суровых океанов

Южный океан крайне сложен для исследований из-за сильных ветров, высоких волн и удаленности. Классические экспедиции на судах здесь ограничены по времени и возможностям.

Для решения этой проблемы ученые использовали автономные надводные и подводные аппараты, которые измеряли температуру, соленость воды и погодные условия. Эти данные дополнялись спутниковыми наблюдениями и модельными расчетами.

Такой подход позволил отделить влияние штормов от других факторов и проследить, как тепло перераспределяется в океане во время активной погоды.

Штормы и климат будущего

Исследование впервые напрямую связало усиление штормов в Южном океане с изменениями темпов его нагревания за последние 20 лет.

"Это первый случай, когда мы смогли четко связать штормовую активность с изменениями теплового баланса океана и климатической изменчивостью за последние два десятилетия", — заявил профессор Себастьян Сварт.

Наиболее выраженный эффект наблюдается в антарктическое лето, когда поверхностное перемешивание особенно эффективно. Зимой вступают в силу другие процессы, включая образование морского льда, которые пока сложнее отследить.

Сравнение: спокойный и штормовой океан

В спокойных условиях поверхность океана быстрее нагревается и хуже отдает тепло вглубь. Во время штормов ситуация меняется: активное перемешивание снижает температуру поверхности и усиливает теплообмен с атмосферой. Это различие критично для точных климатических расчетов.

Плюсы и минусы усиления штормов

Рост штормовой активности имеет неоднозначные последствия. С одной стороны, океан эффективнее поглощает тепло, замедляя потепление атмосферы. С другой — усиливаются экстремальные погодные условия и нагрузка на морские экосистемы.

К плюсам относятся:

• снижение темпов нагрева атмосферы;
• более активный перенос тепла в глубины океана;
• улучшение понимания климатических процессов.

Среди минусов:

• рост экстремальной погоды;
• усложнение морских исследований;
• дополнительные риски для судоходства.

Популярные вопросы о штормах в Южном океане

Почему Южный океан поглощает так много тепла?
Его циркуляция связывает крупнейшие океаны и способствует активному теплообмену с атмосферой.

Делают ли штормы климат стабильнее?
Частично да, поскольку они усиливают поглощение тепла океаном, но при этом увеличивают погодную экстремальность.

Улучшат ли новые данные климатические прогнозы?
Да, учет штормовых процессов позволяет снизить ошибки в моделях и точнее оценивать будущее потепление.