Дослідники виявили, що як океанічні течії, так і атмосферні зміни однаково сприяють утворенню холодної зони в Північній Атлантиці. Хоча глобальна температура продовжує зростати, в одній області Атлантичного океану на південь від Гренландії спостерігається незвичне зниження температури. Цей регіон, який часто називають «холодною плямою», пов’язують з уповільненням основної системи океанічних течій, відомої як Атлантична меридіональна циркуляція (AMOC), яка відіграє вирішальну роль у регулюванні клімату Землі.
Дослідницька група під керівництвом Університету штату Пенсильванія виявила, що ослаблення AMOC впливає як на океан, так і на атмосферу. Їхні висновки свідчать про те, що кожен із цих елементів приблизно однаково сприяє збереженню цього холодного регіону. Дослідження нещодавно було опубліковано в журналі Science Advances.
«За останнє століття більша частина планети потепліла, тоді як субполярна Північна Атлантика вперто охолоджується», — сказав Пенфей Чжан, доцент кафедри метеорології та атмосферних наук Університету штату Пенсильванія та співавтор дослідження. «Наші висновки допомагають пояснити, чому існує ця так звана холодна пляма, і проливають світло на те, як майбутні зміни океанічних течій можуть позначитися на кліматичній системі».
Хоча попередні дослідження в основному зосереджувалися на ролі океанічних течій, що транспортують теплу воду до Північної Атлантики, команда вчених з Університету штату Пенсильванія виділяє ще один ключовий фактор. Вони виявили, що зі зниженням температури океану атмосфера над ним також стає прохолоднішою та сухішою. За словами вчених, ця зміна атмосферних умов може ще більше посилити холодну пляму.
Роль атмосфери в охолодженні океану
«Ми проаналізували найсучасніші кліматичні моделі, щоб кількісно визначити два шляхи того, як AMOC сприяє утворенню холодної плями», — сказав Іфей Фан, аспірант Університету штату Пенсильванія та провідний автор дослідження. «І ми виявили, що внесок атмосфери порівнянний з внеском самого океанічного переносу, чого ніколи раніше не було виявлено».
АМОК приносить теплу, солону воду з тропіків до Північної Атлантики, де вода стає холоднішою, а отже, щільнішою, і опускається. За словами вчених, холодніша, глибока вода рухається на південь, а тепла поверхнева вода — на північ. Але надлишок прісної води з танучого Гренландського льодовикового щита, що потрапляє в океан, розбавляє солону океанську воду, роблячи її менш щільною та менш здатною тонути, що загрожує послабленням конвеєрної стрічки.
«Існує традиційна думка, що зі зменшенням цієї великомасштабної циркуляції перенесення тепла океаном зменшиться, а вищі широти на півночі Арктики охолонуть», — сказав Фан. «Але ми виявили, що це не єдиний спосіб, яким AMOC може впливати. Ще один потенційний внесок — це те, як холодна пляма впливає на атмосферу, зокрема на зв’язок між атмосферою та океаном».
Нижча температура поверхні океану може зменшити випаровування та вологу в атмосфері. Це означає, наприклад, що буде менше водяної пари – парникового газу, який затримує тепло, що випромінюється поверхнею планети.
«Зменшення парникового ефекту, простіше кажучи, посилить вже існуючу аномалію холоду», – сказав Фан. «А в довгостроковій перспективі цей зворотний зв’язок може зробити холодну пляму більш стійкою».
Модельні висновки та нове розуміння
Дослідники проаналізували симуляції з кількох передових моделей глобального клімату, щоб дослідити фізичні процеси, що пов’язують AMOC з холодною плямою. Вони використали діагностичний інструмент, який називається частковою температурною декомпозиційною структурою, яка розбиває різні впливи на температуру. За словами вчених, цей підхід визначив атмосферний зворотний зв’язок як важливіший, ніж вважалося раніше.
«Зазвичай люди думають про те, чому виникає ця холодна пляма, і їхня цілком природна, інтуїтивна думка полягає в тому, щоб шукати внесок океану», — сказав Лайфан Лі, доцент кафедри метеорології та атмосферних наук у Університеті штату Пенсильванія, співавтор дослідження та консультант Фана. «Ми ставимо питання, чому AMOC не може впливати на холодну пляму через інші процеси? І я думаю, що це філософська новизна цього дослідження».
Вчені заявили, що краще розуміння унікального регіону холодних плям важливе через його потенційний вплив на клімат.
«Холодна пляма може порушити атмосферний струменевий потік та штормову активність, тому вона має наслідки для екстремальних погодних явищ у Північній Америці та Європі», – сказав Лі, який також є співпрацівником Інституту обчислювальних наук та наук про дані в Університеті штату Пенсильванія.
Вчені заявили, що їхні висновки ґрунтуються на кліматичних моделях, які забезпечують хороше, але не ідеальне, відображення реального світу. Потрібні подальші дослідження, щоб підтвердити, якою мірою ці два шляхи сприяють утворенню холодної плями.