Стратосферные ветры управляют работой течений в Атлантике - ученые

МОСКВА, 23 сен - РИА Новости. Американские и немецкие климатологи обнаружили взаимосвязь между "сбоями" в работе системы ветров в приполярных областях стратосферы и периодическими колебаниями в температуре и силе атлантических течений, и тем самым подтвердили, что стратосфера влияет на долгосрочные колебания климата Земли, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

"Мы обнаружили свидетельства того, что процессы в стратосфере напрямую влияют на циркуляцию течений в океане и через них управляют климатом. Сама идея этого не нова, но нам впервые удалось показать всю цепочку взаимодействий между стратосферой, тропосферой и мировым океаном", - заявил руководитель группы ученых Томас Райшлер (Thomas Reichler) из университета штата Юта в Солт-Лейк-Сити (США).

Райшлер и его коллеги пытались найти связь между климатическими изменениями и процессами в стратосфере, изучая и сопоставляя данные наблюдений за атмосферой и океанами Земли за последние 30 лет и результаты компьютерного моделирования климата.

Традиционно считается, что океаны и тропосфера, нижний слой атмосферы, являются основными "дирижерами", управляющими климатом Земли. Однако в последние годы ученые все больше склоняются к мысли, что и стратосфера - прослойка воздуха на высоте от 11 до 50 километров от уровня моря - влияет на глобальные климатические процессы на нашей планете. К примеру, частички и капли аэрозолей в стратосфере охлаждают Землю, отражая или поглощая часть тепловой энергии, поступающей от Солнца.

Проанализировав данные наблюдений, Райшлер и его коллеги заметили, что периодические снижения скорости ветров в Арктике или смена направления их движения приводят к изменениям в работе атлантической меридиональной циркуляции (AMOC).

AMOC является одним из основных компонентов глобального конвейера течений в мировом океане и представляет собой замкнутую систему из глубинных и поверхностных течений в Атлантическом океане, в том числе Гольфстрим и Северо-Атлантическое течение. Он "дирижирует" погодой в Европе и Северной Америке и влияет на долгосрочные колебания климата Земли в целом.

Как объясняют исследователи, в приполярных областях стратосферы, на 60 градусе северной широты, существует сложная система ветров, известная среди климатологов под названием "полярная воронка". Она представляет собой кольцо из сильных ветров, чья скорость составляет примерно 128 километров в час. Примерно один раз в два года стратосфера резко теплеет, и эти ветра снижают свою скорость или меняют направление движения.

По расчетам Райшлера и его коллег, данные аномалии могут просуществовать в стратосфере в течение двух месяцев, в ходе которых этот эффект спускается в тропосферу и влияет через нее на состояние океана. К примеру, серии ослаблений "полярной воронки" в 1980 и 2000 годах приводили к снижению температуры воды в Атлантике на 0,1 градуса Кельвина и изменениям в других характеристиках AMOC.

"Повторяющиеся ослабления в работе "полярной воронки" в стратосфере приводят к появлению длительных аномалий в приповерхностных слоях воды в океане, которые проникают на большую глубину и тем самым вызывают многолетние климатические вариации. Это позволяет нам говорить о том, что изменения в стратосфере отражаются на работе всей климатической системы", - заключают авторы статьи.

Как стратосфера влияет на морские глубины?

Моделирование, проведённое суперкомпьютером, показало, что стратосферные вихри оказывают влияние на глубины океанов и, следовательно, играют роль в формировании климата планеты.

События в стратосфере на высоте 10–50 км отражаются на том, что происходит в тропосфере под ней. Известно и то, что поведение тропосферы воздействует на циркуляцию Мирового океана, которая, в свою очередь, определяет климат. Одно из предыдущих исследований намекнуло, что события в стратосфере могут непосредственно влиять на океаны, однако вывод был основан лишь на одной климатической модели, которая к тому же охватила сравнительно короткий период в 260 лет.

Изображение Thomas Reichler.

Глубже вникнуть в проблему попытались Томас Райхлер из Университета Юты (США) и его коллеги. Учёные воспользовались известной моделью, разработанной Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (США): в неё заложены данные за четыре тысячелетия.

Результаты моделирования сравнили с показаниями, собранными за последние тридцать лет. В итоге была обнаружена удивительная связь между стратосферными ветрами и морскими течениями на глубине 2 км. Исследователи подчёркивают, что полученные выводы поддержаны данными 18 других моделей.

Выяснилось, что в среднем каждые два года стратосфера вдруг нагревается на несколько десятков градусов. Это приводит к тому, что арктический полярный вихрь, который составляют стратосферные ветры, несущиеся со скоростью до 130 км/ч, может ослабнуть или изменить направление движения (обычно он закручен против часовой стрелки) примерно на два месяца. Расчёты показывают, что это потепление резко возмущает поверхность океана, оказывая влияние на Атлантическую меридиональную циркуляцию (Atlantic Meridional Overturning Circulation) — систему течений, входящую в тот конвейер, который перемешивает весь Мировой океан.

«Воздействие стратосферы объясняет около 30% колебаний, обнаруживаемых в океане, — отмечает г-н Райхлер. — Оказалось, что Атлантическая меридиональная циркуляция имеет ахиллесову пяту, расположенную в северной части Атлантического океана, к югу от Гренландии». Этот регион, по его словам, откликается даже на сравнительно небольшое потепление либо похолодание атмосферы, а температура воды (точнее, насколько глубоко она погружается в этом месте) играет роль для всей термохалинной циркуляции.

Полученные результаты говорят о том, что климатическим моделям следует перестать игнорировать стратосферу. В то же время остаётся неясным, насколько сильно стратосфера воздействует на климат. Внезапное её нагревание вызывается теплом, поднимающимся из тропосферы, поэтому есть соблазн заявить, что на самом деле во всём виновата именно тропосфера. Однако г-н Райхлер уверен в том, что стратосфера необходима для усиления этого эффекта.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

http://science.compulenta.ru/709696/