Вчені намагаються зрозуміти, як зміна клімату порушує океанські течії

Океан Землі неймовірно великий. Деякі його частини настільки віддалені, що найближчим місцем проживання людини є Міжнародна космічна станція. У міру нагрівання світу те, що відбувається в океані — і те, що відбувається з океаном — буде життєво важливим для всіх наших життів. Але щоб стежити за тим, що відбувається у віддалених водах, нам потрібно вивчати океан з космосу.

Наприкінці минулого року NASA та CNES, французьке космічне агентство, запустили супутник, який обіцяє дати вченим набагато краще, ніж будь-коли раніше, зображення поверхні океану. Місія Surface Water and Ocean Topography (SWOT) виявить океанські течії, які відіграють вирішальну роль у погоді та кліматі.

Щоб максимально використати супутникові спостереження, нам потрібно порівняти їх із вимірюваннями, зробленими на рівні поверхні. Ось чому ми вирушаємо в море на сучасному дослідницькому судні CSIRO RV Investigator, щоб зібрати важливі дані про океан під час руху супутника, коли він обертається навколо Землі.

Поточні справи

Зміна клімату порушує глобальну мережу течій, що з’єднують океани. Дослідники виявили уповільнення глибокої «перекидної циркуляції», яка переносить вуглець, тепло, кисень і поживні речовини з Антарктиди навколо земної кулі. Тим часом на поверхні океанські течії стають більш енергійними.

Ми також спостерігали різкі зміни у швидких вузьких річках морської води, які називаються західними прикордонними течіями, такими як Гольфстрім і Східно-Австралійська течія. Ці течії направляють тепло від тропіків до полюсів, і в останні десятиліття вони стали гарячими точками нагрівання океану. У південній півкулі вони нагріваються у два-три рази швидше, ніж у середньому по світу.

Коли ці течії дестабілізуються, вони змінюють спосіб розподілу тепла в океані. Це, своєю чергою, призведе до серйозних змін у місцевій погоді та морських екосистемах, що може вплинути на життя мільйонів людей.

Фізика ігрового майданчика

Супутникова місія SWOT дасть дослідникам новий потужний інструмент для моніторингу змін в океанських течіях за допомогою точних супутникових вимірювань морської поверхні, а також трохи фізики ігрового майданчика.

На супутнику встановлено прилад, який безпрецедентно детально відображатиме коливання висоти морської поверхні. Ці варіації можуть бути меншими ніж метр у висоту на горизонтальних відстанях у сотні кілометрів. Але океанографи можуть використовувати вимірювання для оцінки океанських течій, що протікають під ними.

Невеликі коливання висоти морської поверхні створюють горизонтальні різниці тиску, які намагаються відштовхнути воду від областей високого рівня до областей низького рівня моря. Ця різниця тиску врівноважується силою Коріоліса, яка м’яко відхиляє океанські течії вправо в Північній півкулі та вліво в Південній півкулі.

Ви можете відчути силу Коріоліса на дитячому майданчику. Встаньте на карусель і попросіть друга стати на протилежному від вас боці. Коли ви почнете обертатися, киньте м’яч своєму другові. Ви помітите, що м’яч відхиляється від напрямку обертання.

А тепер уявіть, що карусель — це Земля, а куля — океанська течія. Відхилення Коріоліса достатньо, щоб збалансувати різницю тиску на сотні кілометрів і змушує морську воду текти в океанських течіях.

Наука на морі

Ретельно вимірявши висоту морської поверхні та використовуючи наші знання про силу Коріоліса, океанографи зможуть використовувати дані із супутника NASA, щоб виявити океанські течії більш детально, ніж будь-коли раніше. Але щоб зрозуміти ці дані, дослідникам потрібно порівняти супутникові вимірювання зі спостереженнями, зробленими тут, на Землі.

Ось чому ми очолимо подорож із понад 60 науковцями, допоміжним персоналом та екіпажем на борту RV Investigator, національного флагмана Австралії для дослідження океану блакитної води.

Наша 24-денна подорож буде вивчати динаміку океану біля південно-східного узбережжя Австралії за допомогою наукового обладнання світового класу Investigator, включаючи плавучі буї та дрифтери, що відстежуються супутником, які використовуватимуться для вимірювання руху течій на поверхні океану в реальному часі.

Подорож є частиною великої співпраці вчених з усього світу, щоб зібрати дані спостережень за траєкторією супутника, коли він обертається навколо Землі. Ці дані допоможуть перевірити супутникові вимірювання та покращити прогнози погоди, включно з метеорологічним бюро Австралії, а також допоможуть оцінити кліматичні ризики та прогнозувати. Ми сподіваємося краще зрозуміти, як змінюються наші океани, використовуючи те, що ми спостерігаємо в космосі, на морі та на дитячому майданчику. Джерело