Конвейер в океане: Российские ученые готовят масштабную экспедицию в субарктическую Атлантику

Знаменитый фантаст Артур Кларк в своих прогнозах на будущее предсказывал, что к середине XXI века человек сможет управлять климатом. Увы, пока до этого так же далеко, как и 20 лет назад, когда писатель составлял свои прогнозы. Даже самые мощные суперкомпьютеры способны заглянуть вперед максимум на 7-10 дней, чтобы с высокой точностью сказать, какая же будет погода. А дальше - неизвестность.

Причина неудач очевидна - нет приемлемой модели климата. Непонятно, как работает небесная канцелярия. Причем главное неизвестное - океан. Именно там, по мнению ученых, формируются многие процессы, которые оказывают решающее влияние на климат. Поэтому в последнее время начался настоящий бум исследований океана, в который включились ученые многих стран. В том числе и России.

- Наш проект предполагает создание уникальной автономной системы непрерывного мониторинга за состоянием океана и его взаимодействием с атмосферой в субарктической Атлантике, - рассказывает кандидат географических наук Алексей Соков, заместитель директора по флоту Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. - Это ключевой район для общей циркуляции вод Мирового океана.

Уже установлено, здесь берет начало глобальный межокеанский "конвейер". Он переносит на юг холодные глубинные воды, что формируются на северной периферии Атлантики. А возвратный поток, но уже в верхних слоях океана переносит на север, в Арктику, теплые воды. Сравнительно теплые промежуточные воды из районов Средиземноморья и Антарктиды поступают в восточный бассейн субарктической Атлантики из субтропических широт, дополняя меридиональную циркуляцию вод в регионе.

Для понимания и оценки того, как "откликается" океан на колебания климата, необходимо регулярно снимать характеристики промежуточных и глубинных вод на трансокеанских гидрологических разрезах. И здесь нашими учеными в сотрудничестве с зарубежными коллегами накоплен большой опыт. Уже 14 лет ведутся наблюдения на разрезе по 60-му градусу северной широты - от шельфа Великобритании до южной оконечности Гренландии. Кроме этого, в 2001 и 2002 годах были выполнены съемки на разрезе по 52-53 северной широты - от полуострова Лабрадор до шельфа Ирландии. С российской стороны использовались суда "Академик Иоффе", "Академик Мстислав Келдыш", "Профессор Штокман", а также новейшее оборудование. В частности, данные по температуре и солености вод, от поверхности до дна, получены с помощью зондирующих CTD-комплексов.

В результате установлено, что начиная с середины 90-х годов воды Атлантики существенно потеплели и стали более солеными. Однако с выводами о причинах ученые не спешат, полагая, что надо и дальше следить за динамикой происходящих процессов, собрать еще больше данных. Именно для этого и затеян новый проект инновационной системы мониторинга. Он должен решить две фундаментальные задачи: получить точные данные по переносу воды и тепла в глубинных слоях океана и такие же оценки в отношении потоков энергии между океаном и атмосферой.

Впервые в истории подобных измерений ученые намерены установить в море Ирмингера и в Исландском бассейне на разрезе Института океанологии РАН (60-й градус северной широты), а также в центре моря Лабрадор на разрезе AR7W сразу 48 автономных буйковых станций (АБС). Каждая будет оснащена комплексами приборов, которые на заданных глубинах измерят температуру, соленость, давление и скорости течения.

- Все станции будут работать на глубине, и сам буй находиться под водой, - уточняет Алексей Соков. - А для измерений на поверхности океана параметров его взаимодействия с атмосферой предлагается установить три буя: один - в море Лабрадор, два - в море Ирмингера. Эти метеобуи должны непрерывно фиксировать и передавать информацию о состоянии приводной атмосферы, потоках энергии и процессах в верхнем 700-метровом слое океана.

По предварительным расчетам, стоимость одной АБС с четырьмя-пятью измерительными модулями может достигать 200 тысяч долларов, а весь проект институт оценивает в 293 миллиона рублей. За поддержкой ученые обратились в фонд "Сколково". Есть договоренность об участии в проекте специалистов Франции и Канады, ведутся переговоры с учеными США, Германии, Великобритании, Норвегии, Дании, Испании.

Роберт Нигматулин,

директор Института океанологии им. П.П. Ширшова, академик РАН:

- Мы уже много лет изучаем Северную Атлантику, включая Гольфстрим, Северо-Атлантическое течение, а также течение Ирмингера и круговорот в море Лабрадор. Именно этот круговорот считался главным источником промежуточных вод, которые образуются из-за охлаждения атмосферой относительно теплых поверхностных вод. Плотность воды увеличивается, и она погружается до глубин 1200-1800 метров, формируя поток в южном направлении. Однако экспедиции последних лет под руководством Алексея Сокова показали, что в некоторые годы аналогичные процессы наблюдаются и в море Ирмингера, а значит, и его следует рассматривать как источник промежуточных вод.

Известно, что система теплых поверхностных течений Северной Атлантики существенно влияет на климат в Западной Европе и Скандинавии. Он мягче в сравнении с континентальными районами. Важно понимать, что глобальное течение захватывает огромные пространства и является трехмерным: на поверхности теплая вода, а на глубинах - относительно холодный поток движется в противоположном направлении. Эта сложная циркуляционная система, иногда называемая "ремнем", обеспечивает межокеанический обмен водами.

Сегодня чрезвычайно важно проследить: затрагивает ли нынешнее потепление климата глубинные слои океана, которые могут стать основным долговременным стоком тепла из атмосферы? Вопрос чрезвычайно важный. Ведь состояние земной атмосферы глобальным образом зависит от состояния Мирового океана. Его масса в 1000 раз больше массы атмосферы, а теплоемкость - в 3500 раз.