Гольфстрим в каком океане находится: ГОЛЬФСТРИМ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание

ГОЛЬФСТРИМ | Энциклопедия Кругосвет

ГОЛЬФСТРИМ, теплое течение в средних широтах северной части Атлантического океана, движущееся в северо-восточном направлении. Основная ветвь этого течения берет начало в Мексиканском заливе (откуда и происходит его название, означающее в переводе с английского языка «течение из залива») и проникает в Атлантику через Флоридский пролив; далее течение отклоняется к северу Большой Багамской банкой – подводной платформой, расположенной к юго-востоку от п-ова Флорида.

Выходя из Мексиканского залива, Гольфстрим несет большие скопления плавающих водорослей рода саргассум и разные виды термофильных рыб (в том числе летучих). У восточного побережья Флориды границы Гольфстрима четкие, особенно западная. Сверкающая голубизна этого течения резко контрастирует с зеленовато-серыми более холодными водами Северной Атлантики.

Само течение – не просто однородная масса движущейся ленты воды. Оно состоит из нескольких потоков, имеющих приблизительно одинаковое направление.

У его восточного края имеются многочисленные закручивающиеся вправо завихрения; некоторые из них даже полностью отделяются от основного потока.

Вблизи Большой Багамской банки Гольфстрим принимает ветвь Северного Пассатного течения и следует в общем параллельно восточному побережью США, но на небольшом расстоянии от него. Именно с теплыми водами этого течения связана мягкая зима на Бермудских о-вах. Вблизи мыса Хаттерас (побережье шт. Северная Каролина) Гольфстрим поворачивает на северо-восток и направляется к Большой Ньюфаундлендской банке. Здесь он встречается с холодным Лабрадорским течением, а также соприкасается с более холодным воздухом, поступающим с севера. В результате в этом районе почти постоянно наблюдаются туманы. От Большой Ньюфаундлендской банки Гольфстрим движется в восточном направлении к берегам Европы (эта его часть называется течением Западных Ветров). Примерно посредине Северной Атлантики Гольфстрим делится на два течения.

Одно из них следует далее на восток к берегам Европы, а затем, поворачивая к югу, образует Канарское течение, другое, именуемое Северо-Атлантическим течением, постепенно отклоняется влево и продолжает движение на северо-восток. Это течение проходит у западных берегов Британских о-вов, где от него снова отделяется ветвь, направляющаяся на запад, к южным берегам Исландии, – течение Ирмингера. Другая часть Северо-Атлантического течения – Норвежское течение – следует вдоль берегов Норвегии.

Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Путешественники»

Кто из мореплавателей и почему назвал «Тихий океан» тихим?

Действительно ли остановился Гольфстрим? — Газета.Ru

Сообщения об остановке Гольфстрима лишний раз демонстрируют, что наука обладает таким свойством, как неопределенность. Иногда это свойство ведет к великим открытиям, а иногда оно является причиной возникновения информации о некоем мифическом явлении, которое имеет под собой якобы научную основу.

В середине прошлого лета итальянский физик-теоретик Джанлуиджи Цангари, работающий главным аналитиком по сложным и хаотическим системам в Национальной лаборатории Фраскати при Национальном институте ядерной физики, обнародовал в интернете свою двухстраничную статью. В этой публикации он, основываясь на данных спутникового наблюдения, заявил, что морское течение Гольфстрим, обеспечивающее, в частности, теплый морской климат Европы и Британских островов, может остановиться. Стоит оговориться, что Гольфстрим — это только то течение, которое движется с юга на север вдоль североамериканского материка, далее оно делится на ветви. Одна ветвь поворачивает обратно в тропики, а другая меняет кривизну и уходит в Северную Атлантику, за счет чего получила название Северо-Атлантическое течение. Именно это теплое течение существенно меняет климат Западной и Северной Европы: за счет него на Скандинавском полуострове средние температуры отличаются от широтных норм на 10–15 градусов, а в порту Мурманска, который находится за Полярным кругом, возможна круглогодичная навигация.

При этом доступ к Архангельску, расположенному южнее (на Белом море), в зимнее время закрыт льдами, так как теплые воды туда не доходят.

Поначалу публикация Цангари не получила широкого распространения и в научных кругах осталась практически незамеченной. Но спустя несколько месяцев сообщения об угрозе остановки Гольфстрима заполонили мировой интернет, причем с течением времени подобные сообщения приобретали все более безапелляционный тон.

В феврале нынешнего года это привело к шквалу новостей и постов в блогах с фразами в стиле: «Жизнь на Земле только что изменилась… Гольфстрим умер… По последним спутниковым данным, Гольфстрим больше не существует».

Соответствующие новости для пущей убедительности дополнялись рассказами о некоторых опытах физиков, которые провели незатейливое моделирование воздействия разлива нефти на теплые течения. В обычную ванну с холодной водой были добавлены специально подкрашенные теплые струи, то есть границу теплых и холодных слоев можно было наблюдать визуально. При добавлении масла границы слоев нарушаются, и текущие направления движения уничтожаются, что якобы и произошло в Мексиканском заливе и в Атлантическом океане из-за разлива нефти после взрыва платформы Deepwater Horizon компании ВР.

Подкреплялись новости словами Цангари, которые неизвестно когда и кому были сказаны, да и неизвестно, были ли сказаны вообще. Так, осенью ученый якобы заявил, что Северо-Атлантическое течение уже не существует, а Гольфстрим разбивается на отдельные небольшие потоки уже в 250 км от берегов Северной Каролины, результатом чего стало аномально жаркое лето в России, засухи и наводнения в Центральной Европе, высокие температуры во многих странах Азии и массовые наводнения в Китае, Пакистане и других странах Азии, а также суровая зима в Западной Европе и особенно на Британских островах.

Цангари будто бы спрогнозировал экологический коллапс, глобальный голод, смерть и массовую миграцию населения из зон, непригодных для обитания человека, и новый ледниковый период, который в любой момент может начаться с оледенения в Северной Америке, Европе и Азии и убьет 2/3 человеческой расы. То, что данные на сервере американского спутника, доступные для наблюдения сейчас, не подтверждают его гипотезы, ученый объясняет просто: нынешние карты сфальсифицированы после аварии BP. «Они уничтожили кардиостимулятор мирового климата на планете», — якобы заявил итальянский ученый.

В результате этих сообщений многие люди теперь считают, что Гольфстрим исчез, что все погодные аномалии последних месяцев связаны именно с этим и что действительно «жизнь на Земле изменилась», просто это «тщательно скрывается».

Но скрыть информацию об остановке Гольфстрима — это почти тоже самое, что скрыть новость о том, что, к примеру, Великобритания ушла целиком под воду.

23 сентября 16:09

Наблюдения океанических течений проводятся не одними только американскими спутниками — их исследованиями занимается слишком большое количество ученых, чтобы их можно было вовлечь в единый «международный заговор». К тому же многие не видят разницы между Гольфстримом и Северо-Атлантическим течением, хотя они имеют разные предпосылки для остановки. «Гольфстрим не остановится до тех пор, пока не остановится пассатная циркуляция в атмосфере, а она существует не прерываясь, и даже мыслей нет, чтобы она изменилась. Это в какой-то степени фундаментальная константа, если можно так выразиться, самая устойчивая система циркуляции на земном шаре, которая существует всегда, — объясняет Александр Кислов, заведующий кафедрой метеорологии и климатологии географического факультета МГУ. — Говорить о том, что Гольфстрим может остановиться, — это просто нереально, поскольку этого события не было никогда за последние несколько десятков миллионов лет — с тех пор, как закрылся Панамский перешеек. А вот с Северо-Атлантическим течением могут быть проблемы. Оно существовало всегда, но его интенсивность на протяжении палеоистории несколько раз испытывала сильные ослабления, известные как колебания Дансгора – Эшгера, и таких событий за последние 60 тысяч лет было около семнадцати».

На вопрос, может ли разлив нефти повлиять на Гольфстрим, ученый ответил отрицательно.

«Тут работает очень простой механизм — накачивание воды в очень замкнутый бассейн. Дальше воде просто деться некуда, она должна вытекать — вот она и вытекает. Тут не о чем даже говорить. Вот с Северо-Атлантическим течением эти события могли происходить — и они происходили из-за изменения солености вод. Чтобы остановить этот процесс, нужно, чтобы произошло сильное опреснение вод в Северной Атлантике. Сейчас такой процесс происходит, опреснение существует как реальный процесс, поэтому есть некоторое опасение, не пойдет ли океанская система по такому пути. Но пока никаких расчетных и теоретических представлений не существует, что такое событие может случиться. То есть понемножечку он может ослабляться в течение 100 лет, но такого коллапса, как я говорил выше, видимо, не будет».

Заметим, что, говоря о возможной остановке Северо-Атлантического течения, Кислов употребил фразу «видимо, не будет».

Заметим, что и Цангари в своей публикации про остановку Гольфстрима написал, что она «может произойти» из-за разлива нефти.

Слова «видимо» и «может» означают неопределенность в действии, и подобная неопределенность является неотъемлемым свойством науки.

Но иногда эта неопределенность, которую ученые четко озвучивают, может исчезнуть. Это может происходить случайно, как результат непонимания сути вопроса или искажений в процессе передачи информации. Это может происходить и умышленно, например для поддержания тиражей желтых изданий или финансирования сомнительных исследований. Обществу трудно осознать, как научное понимание точности и достоверности знания совмещается со всеми этими «возможно» и «видимо». Из потребности в абсолютном знании рождается его убогая тень — околонаучная сплетня, жанр цветистый и забавный, но не такой уж безвредный: слишком часто научные заблуждения используются вполне расчетливо. Впрочем, об этом уже все сказано в булгаковском «Собачьем сердце».

Атлантическая циркулярка

В Западной Европе теплее, чем в Америке или Азии в тех же широтах. Мы со школьной скамьи будто бы знаем, почему — европейцам повезло с Гольфстримом, теплым атлантическим течением. Поэтому заголовки о том, что оно замедляется, читаем как пророчество о неминуемом «климатическом закате» Европы. Но все, естественно, намного сложнее. О том, насколько велика роль Гольфстрима для европейского климата, замедляется ли циркуляция воды в Атлантике, кто рискует из-за этого замерзнуть и при чем тут глобальное потепление, рассказывает климатолог, старший научный сотрудник Лаборатории теории климата Института физики атмосферы имени Обухова РАН Александр Чернокульский.

22 апреля 1513 года испанский конкистадор Хуан Понсе де Леон записал в судовой журнал: недалеко от берегов полуострова Флорида его корабли попали в такое сильное течение, что не смогли продвинуться вперед даже несмотря на попутный ветер. Это первое письменное упоминание Гольфстрима, хотя он наверняка был известен местным жителям и до появления в этих краях белых мореходов. Через шесть лет штурман той же самой экспедиции Антон де Аламинос сознательно воспользовался силой течения Гольфстрима и вернулся в Испанию с золотом Кортеса за рекордно короткий срок. Так Гольфстрим превратился в трансатлантический мост, по которому европейцы вывозили золото из Америки.

Первая карта Гольфстрима была составлена Бенджамином Франклином и Тимоти Фолгером в 1769–1770 годах. А само название «Гольфстрим» — то есть «течение залива» — появилось на картах в первой половине XIX века.

Карта Гольфстрима, нарисованная Бенджамином Франклином в 1769–1770 гг.

В 1855 году американский морской офицер Мэтью Мори опубликовал книгу «Физическая география и метеорология океана» , где похоже первым выдвинул идею, что именно Гольфстрим уносит тепло Мексиканского залива (где «в противном случае оно было бы чрезмерным») к берегам Старого света и таким образом улучшает климат Британских островов и всей Западной Европы.

С тех пор идея о том, что именно Гольфстрим «греет Европу» и определяет мягкие зимы в ней, проникла в научные статьи и учебники.

Сегодня русскоязычная Википедия сообщает: «По пути в Европу Гольфстрим теряет большую часть энергии из-за испарения, охлаждения и многочисленных боковых ответвлений, сокращающих основной поток, однако, доставляет всё ещё достаточно тепла в Европу, чтобы создать в ней необычный для её широт мягкий климат». В школьных учебниках по географии ещё более категорично: «Без этого теплого течения [Гольфстрима] европейцы бы замерзли». Даже в классическом советском учебнике Сергея Хромова «Метеорология и климатология» (в более поздних редакциях — за авторством Хромова и Михаила Петросянца) можно найти такую фразу: «гребень изотерм на картах средней температуры ярко показывает отепляющее влияние Гольфстрима на климат восточной части северного Атлантического океана и Западной Европы».

Если посмотреть на карты поверхностных течений, особенно упрощенных, кажется, что вот же — Гольфстрим широкой рекой течет прямо к берегам Европы (при этом никого не смущает, что на этих картах он объединен с Североатлантическим и Норвежским течениями).

Схематическое изображение переноса тепла течением Гольфстрим, которое использует Википедия

RedAndr / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0

Но в строгом смысле, конечно, никакой естественной теплопроводной магистрали через Атлантику не проложено. Гольфстрим действительно двигается вдоль американского побережья на север и у мыса Гаттерас поворачивает куда-то в сторону Европы. Но что с ним происходит в пути? И его ли тепло на самом деле получает Европа?

Вода или воздух

Солнце нагревает Землю неравномерно: экватор получает больше, полюса меньше. Этот температурный градиент является одной из главных сил, что приводит в движение океан и атмосферу. В тропиках климатическая система нашей планеты получает энергию, а в умеренных и полярных широтах — отдает.

Среднегодовое поглощение солнечной радиации на разных широтах (красная линия) и уходящая длинноволновая радиация (черная линия). Снизу: суммарный радиационный поток и значения радиационного баланса в петаваттах. Северные широты — справа, «положительные»

Graeme L. Stephens et al. / Reviews of Geophysics, 2015

В 2001 году, связав данные наблюдений за радиационным балансом на верхней границе атмосферы и данные по атмосферному переносу, ученые показали, что основной перенос тепла от экватора к полюсу осуществляется в атмосфере. Океан — медленный компонент климатической системы. Он не так резко откликается на внешнее воздействие, как атмосфера. В передаче тепла он выполняет роль аккумулятора: принимая тепло от Солнца и нагреваясь, океан затем делится им с воздухом (непосредственно для солнечной радиации воздух практически прозрачен).
Атмосфера подхватывает тепло и влагу океана (конденсация влаги приводит к выделению тепла, а значит перенос влаги — это, по сути, тоже перенос тепла, только «скрытого») и несет его от тропиков к полюсам. Сама же вода переносит к полюсам гораздо меньше тепла, чем атмосфера, их вклад сопоставим разве что ближе к экватору. Максимальный поток тепла достигается на 30–40 градусах широты, и в среднем за год составляет шесть петаваттов (в зимние месяцы он доходит и до восьми петаваттов). В Атлантике максимальный перенос тепла океаном идет в районе 15 градуса северной широты и не превышает 1,2 петаватта.
Среднегодовой поток тепла к северу. Слева — общий (черная линия), в атмосфере (красная) и в океане (синяя). Справа — поток тепла в различных океанах (в петаваттах).
Kevin E. Trenberth et al. / Geophysical Research Letters, 2017
Поток самого Гольфстрима в районе Флоридского пролива также составляет около 1,3 петаватта, так что сами по себе величины переноса однозначного ответа о роли этого течения в отеплении Европы не дают. Не дают они ответа и на вопрос, почему зимы в Европе гораздо мягче, чем в Северной Америке на этой же широте. Для этого надо понять, как устроен в умеренных широтах атмосферный перенос тепла.
Кто греет Европу
В умеренных широтах обоих полушарий преобладает западный перенос воздушных масс. Это связано, во-первых, с градиентом температуры между субтропиками и приполярными районами (что определяет движение воздуха в сторону полюсов) — а во-вторых со вращением планеты, которое отклоняет этот поток направо в северном полушарии и налево в южном. Так в умеренных широтах поток теплого воздуха к полюсам становится западным ветром.
Западный ветер обуславливает преобладание морского климата в западных частях материков и континентального — в восточных. Глобальный поток тепла с океана на сушу в декабре и в январе достигает шести петаваттов (что сопоставимо с максимумом меридионального переноса тепла). Более того, теплый океан, горные хребты и остывание заснеженной поверхности зимой приводят к более частому образованию на одних и тех же местах циклонов и антициклонов. Если их осреднить за зиму, то может показаться, что циклоны над Атлантикой и Тихим океаном (Исландский и Алеутский минимумы) и антициклоны над материками (Канадский и Сибирский максимумы) стоят на месте. В итоге воздух движется уже не строго с запада на восток, а приобретает меридиональную составляющую: к западным побережьям материков он приходит с юго-запада, со стороны теплого океана, а к восточным побережьям — с северо-востока, из центральных холодных районов материков.
Отклонения приповерхностной температуры воздуха (сверху, ºC) и атмосферного давления (снизу, гектопаскали) от среднезональных значений в зимние месяцы (декабрь–февраль)
Yohai Kaspi et al. / Nature, 2011
В начале этого века британский метеоролог Ричард Сигер и его коллеги задались вопросом: нужен ли Гольфстрим, чтобы в Европе была теплая погода? И попробовали проверить это при помощи идеализированных экспериментов, в которых выключали все течения в Атлантике. Выяснилось, что даже если океан «плоский», то есть не переносит тепло, то Европа все равно остается существенно теплее восточного побережья США. А критически важными для температурного режима Европы оказались конфигурация атмосферного переноса и обмен теплом и влагой между океаном и атмосферой. То есть в «отоплении» Европы океан выступает аккумулятором, который заряжается теплом Солнца за лето и отдает его зимой. А заслуги внутренних течений в этом аккумуляторе перед европейским климатом явно переоценены.
Можно, конечно, сказать, что это всего лишь данные моделирований. А что говорят наблюдения? Ученые использовали метод обратных траекторий для исследования зимней погоды в четырех европейских городах — Дублине, Париже, Лиссабоне и Тулузе. Выяснилось, что турбулентные потоки тепла и влаги от океана действительно насыщают воздушные массы, проходящие над морской поверхностью. Однако погода в изучаемых городах в первую очередь реагировала не на температуру поверхности океана, а на температуру и влажность воздушных масс. Более того, в годы, когда западные ветра проходили над Гольфстримом и его продолжением, они не становились теплее и влажнее, чем обычно.
Январская температура воздуха в эксперименте с включенным (сверху) и выключенным (снизу) переносом тепла в океане
Richard Seager / The Plantsman, 2008
В других работах было показано, что резкие границы температуры воды в районе Гольфстрима приводят к возникновению здесь же мощных восходящих движений воздуха (конвекции), сильным осадкам и образованию высоких холодных облаков. Это в свою очередь запускает волнения в атмосфере, которые чувствуются в удаленных районах.
Например, положение Гольфстрима влияет на интенсивность антициклонов над Гренландией: чем севернее путь течения, тем интенсивнее антициклоны. Также сдвиг Гольфстрима влияет на температуру в Баренцевом море. Но и это не может объяснить теплые европейские зимы. Более того, ряд работ (1, 2, 3) на основе сдвиговой корреляции показал, что положение Гольфстрима само находится в зависимости — от циркуляции воздуха в Северном полушарии.
Впрочем, известно, что потоки между океаном и атмосферой на коротких временных интервалах (до десяти лет) регулируются изменениями в атмосфере, а вот на длинных — уже в океане. К тому же, если приглядеться к результатам моделирования Сигера и его коллег, можно увидеть, что на температуру севера Европы включение-выключение течений влияет существенно. То есть Норвегию и Мурманск Гольфстрим все же обогревает?
Здесь важна общая циркуляция в Атлантике. Гольфстрим является лишь ее частью — самой видимой и наиболее известной, но не определяющей. Более того, связь Гольфстрима со своими продолжениями не так очевидна.

Больше, чем Гольфстрим
Мировой океан закрывает 7/10 поверхности нашей планеты и содержит 97 процентов воды на Земле (если не учитывать воду, которая находится в недрах планеты). Неудивительно, что наши знания об этом гиганте не полны. Некоторые процессы в океане известны зачастую лишь в общих чертах, практически каждый год то или иное явление уточняется.
Первые наблюдения за океаном производились на морских судах — сначала как сопутствующие, с конца XIX века они стали уже специализированными (про историю судовых наблюдений можно, например, почитать здесь). Сейчас наблюдательная система за океаном включает гораздо больше компонентов: помимо научных и коммерческих судов это мареографы, специализированные заякоренные и дрейфующие буи, глайдеры, трекеры на животных, высокочастотные радары, пассивное и активное спутниковое зондирование. Например, с помощью спутниковой альтиметрии было установлено, что уровень океана с конца XX века растет с ускорением до 0,1 миллиметра/год².
Важны не только наблюдения, но и растущие мощности наших вычислительных машин, которые позволяют численно моделировать океан со все более высоким разрешением. Высокое разрешение для моделирования океана даже важнее, чем для работы с атмосферой. Тропические циклоны имеют характерное разрешение в несколько сотен километров, привычные нам циклоны до двух тысяч километров, а размеры вихрей в океане — лишь десятки километров, при этом они переносят существенную долю тепла (в первую очередь вблизи экватора).
Впрочем, сами по себе новые наблюдательные системы и возросшие вычислительные мощности к открытиям не приводят. Важнейшим звеном остаются ученые и их догадки. Так, на основе всего лишь одного измерения вертикального профиля температуры воды в Атлантике, произведенного в 1750 году капитаном работоргового судна и показавшего, что под слоем теплых поверхностных вод на глубине находятся гораздо более холодные водные массы, выросла идея глобальной циркуляции океана. Циркуляции, которая не ограничивается поверхностными течениями.
Через полвека после этого граф Рамфорд предположил, что теплая вода от экватора по поверхности океана течет к полюсам, а холодная наоборот — течет в глубинах океана от полюсов в сторону экватора. Русский физик Эмиль Ленц развил эту идею в 1845 году, предположив, что теплая вода «опрокидывается» в районе полюсов, а холодная поднимается на поверхность в районе экватора — тем самым, по сути, впервые описав схему атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции (АМОЦ).
В начале XX века немецкий океанограф Бреннеке объединил АМОЦ и поверхностные течения в единую схему, в которой сохранялся подъем воды на экваторе. Следующий шаг был сделан в 1925–1927 годах после исследований немецких океанографов на судне «Метеор»: в схеме Георга Вюста пропадает подъем воды на экваторе, появляются различные уровни, где поток воды направлен на юг или на север. А в середине XX века американский океанограф Генри Стоммел показал, что опрокидывание теплой воды происходит в узких зонах, где она охлаждается и за счет активного испарения становится более соленой — поэтому тяжелеет и опускается вниз. Причем в схеме Стоммела вода к югу течет в узкой зоне на западе океана.
Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Ленц (1845)
Philip L. Richardson / Progress in Oceanography, 2008
Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Бреннеке (1909)
Philip L.Richardson / Progress in Oceanography, 2008
Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Вюст (1949)
Philip L.Richardson / Progress in Oceanography, 2008
Схема атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляции: Стоммел (1957), показаны приповерхностные и глубинные течения
Philip L. Richardson / Progress in Oceanography, 2008
И Вюст и Стоммел показали, что в Атлантике поток тепла направлен через экватор в Северное полушарие. В итоге температура воды на севере Атлантики выше, чем на севере Тихого океана. Но различается не только температура: на севере Атлантики выше соленость, а уровень воды наоборот, ниже, чем на севере Тихого океана — почти на метр! Эти отличия связаны с разностью в осадках (и в меньшей степени с испарением): в силу атмосферной циркуляции и размеров океанов испаряющаяся над Тихим океаном влага по большей части над ним же и выпадает, а из Атлантики — переносится на материк.
Все это независимо привело в начале 1980-х двух океанологов — американца Уоллеса Брокера и россиянина Сергея Сергеевича Лаппо — к одной и той же догадке: существует глобальная термохалинная циркуляция (то есть определяемая разностями плотности вследствие разной температуры и солености), связывающая между собой все океаны. В 1982 году Брокер сравнил такую циркуляцию с лентой конвейера, а в 1987 году иллюстратор журнала Natural History Джо ле Моньер нарисовал ее каноническую схему. В 2001 году для третьего отчета IPCC на эту же схему были добавлены зоны формирования глубинных вод — ключевые зоны океанической конвекции, изменения в которых могут тормозить конвейер (кстати, именно в этом отчете возможная остановка конвейера была оценена как маловероятное событие со значительными последствиями, но об этом чуть позже).
Схемы глобального океанического конвейера: Брокер (1987)
Philip L.Richardson / Progress in Oceanography, 2008
Схемы глобального океанического конвейера: IPCC (2001)
Philip L. Richardson / Progress in Oceanography, 2008
В Атлантике меридиональная циркуляция на широте 26,5º северной широты переносит на север около 18 свердрупов воды (1 свердруп = 10⁶ кубометров в секунду) в верхних слоях океана, а в нижних столько же переносит на юг. Для сравнения, крупнейшая река в мире — Амазонка — переносит 0,2 свердрупа, а самое сильное течение в океане, Антарктическое циркумполярное, опоясывающее шестой континент — 130 свердрупов. Гольфстрим не так уж сильно ему уступает: он переносит от 85 до 105 свердрупов. То есть в пять раз больше, чем АМОЦ! Почему же для переноса тепла на север Атлантики важна именно последняя, а не Гольфстрим? Ведь вот же на картах и схемах «река» (хотя это конечно не река, а множество отдельных вихрей), которая несет тепло в Европу, как когда-то несла в направлении Старого света галеоны с золотом.
Ученые провели эксперимент: с 1990-го по 2002 год они запустили в воду сотни дрифтеров в субтропиках и умеренных широтах Атлантики и посмотрели, как эти они дрейфовали вместе с поверхностными течениями. Из 273 дрифтеров, прошедших через район Гольфстрима, до Северной Европы добрался только один.
Сверху: траектории движения дрифтеров на поверхности Атлантического океана с 1990 по 2002, проходящие через регион Гольфстрима (показан прямоугольником). Снизу: траектории дрифтеров, проходящих через Исландское море (показано прямоугольником). Зеленым цветом показаны траектории дрифтеров до попадания в регион, синим — после
Elena Brambilla et al. / JGR Oceans, 2006
Похожий результат был получен и с модельными дрифтерами в численной модели океана: было показано, что из приповерхностных вод субтропического круговорота в субполярный попадает лишь 5 процентов дрифтеров. Сигнал от температурных аномалий поверхности воды в районе Гольфстрима не прослеживается в температуре поверхности воды в Северной Атлантике — субтропический и субполярный круговороты оказываются в целом слабо связаны. В итоге многие свердрупы теплой воды, переносимые Гольфстримом и движимые по большей части ветром, циркулируют в субтропическом круговороте, снова и снова проходя через регион Гольфстрима, и не торопятся греть собой берега Европы.
Схема движения вод в Атлантике — теплых поверхностных (красные стрелки) и холодных глубиных (синие стрелки). Обозначены также круговороты воды — субтропический (STG — subtropical gyre) и субполярный (SPG — subpolar gyre), знаком © обозначены регионы конвекции (образования глубинных вод)
Janne Repschläger et al. / Climate of the Past, 2017
На глубине связь прослеживается более сильная: моделирование показывает, что уже 30 процентов дрифтеров, запущенных в районе Гольфстрима на глубине 700 метров, проникает из субтропического круговорота в субполярный. Характерное время такого глубинного обмена составляет от двух до семи лет.
В северо-восточной части субполярного круговорота приток тепла дает до 0,3 петаватта, из которых 0,1 петаватта отдается в атмосферу (это тепло атмосфера переносит на материк), а остальное идет дальше — на северо-запад, в Лабрадорское море, где находится одна из зон конвекции и образования верхних глубинных атлантических вод на глубине 1,5–3 километра), и на северо-восток, в сторону Норвежского, Исландского и Гренландского морей, где расположена вторая зона конвекции и где образуются нижние глубинные атлантические воды (находятся ниже трех километров).
До Баренцева моря в итоге доходит 0,045 петаватта. Этого тепла хватает, чтобы круглый год поддерживать море свободным ото льда. И как раз это тепло в первую очередь связано непосредственно с АМОЦ, которая приводит в движение продолжение Гольфстрима — Североатлантическое течение. Так что если нас интересует судьба Мурманска, вопрос не в том, замедляется ли Гольфстрим, а в том, замедляется ли АМОЦ. И если да, то из-за чего?

Замедляется ли циркуляция воды в Атлантике?
Свежая статья немецкого океанолога-климатолога Штефана Рамсторфа и его коллег, которую все активно обсуждали в феврале, говорит о том, что циркуляция АМОЦ сейчас самая слабая за последние 1600 лет (кстати, в этой статье нет ни слова про Гольфстрим!). Ученые сделали вывод об этом на основе независимых прокси-данных, так или иначе показывающих интенсивность различных звеньев АМОЦ или процессов в атмосфере и океане, связанных с АМОЦ (но не АМОЦ как таковой): соотношение различных изотопов в раковинах ископаемых беспозвоночных (фораменифер) на дне морей, характерного размера илистых отложений, содержания метансульфоновой кислоты в кернах гренландского льда и так далее. Вся совокупность использованных данных указывает на то, что интенсивность АМОЦ с высокой вероятностью сейчас самая слабая за прошедшие 1600 лет.
Изменение различных палео-данных, косвенно указывающих на современное состояние интенсивности АМОЦ — самой слабой за последние 1600 лет
L. Caesar et al. / Nature Geoscience, 2021
Идея о том, что глобальный конвейер термохалинной циркуляции и АМОЦ вместе с ним могут ослабевать в следствие усиления парникового эффекта из-за роста концентрации СО₂, была высказана американскими климатологами Сюкуро Манабе и Рональдом Стоуфером в начале 1990-х годов. На основе численных экспериментов с климатической моделью с удвоением и учетверением концентрации СО2 в атмосфере ученые выявили, что на севере Атлантики в результате таяния льдов Арктики и Гренландии и усиления осадков будут распресняться поверхностные воды. Это приводило к ослаблению конвекции (опускания вод) и замедлению термохалинной циркуляции. Предсказанное 30 лет назад распреснение уже происходит. Значит, замедляется и АМОЦ? В 2010 году ослабление глобальной океанической циркуляции косвенно подтвердили по данным наблюдений за полем температуры поверхности океана, выделив в нем различные моды изменчивости . Позже в качестве меры интенсивности АМОЦ было предложено оценивать температуру поверхности воды в субполярном североатлантическом круговороте, одном из наиболее чувствительных к АМОЦ регионе. Пока весь мир теплел, данный регион охлаждался. Даже появился термин warming hole — «дыра в потеплении». Используя этот индикатор, ученые показали, что АМОЦ ослабел с середины XX века на 15 процентов.
Линейный тренд температуры поверхности Земли (ºC/столетие) по данным NASA-GISS за 1901–2013 гг. (белым показаны регионы с недостаточным количеством данных)
Stefan Rahmstorf et al. / Nature Climate Change, 2015
Правда, подтвердить прямыми наблюдениями непосредственно за транспортом воды в океане это ослабление пока нельзя. Весной 2004 года на 26,5 градусе северной широты была развернута наблюдательная сеть RAPID с целью наблюдения за АМОЦ, которая включила в себя целый комплекс наблюдений: подводный кабель во Флоридском проливе (для измерения потока Гольфстрима), массив заякоренных буев в открытом океане и датчиков давления на дне океана (для измерения потока в океанической толще), и данные спутниковых измерений ветра на поверхности океана (для определения так называемого экмановского переноса воды, возникающего вследствие действия ветра и силы Кориолиса в приповерхностном слое океана).
Схема наблюдений RAPID за АМОЦ
M. A. Srokosz et al. / Science, 2015
Прямые измерения позволили выявить сильнейшую изменчивость АМОЦ (от 4 до 35 свердрупов за десять дней, и это в среднем), из-за которой нельзя явно «нащупать» в данных тенденцию к ослаблению циркуляции от года к году. Серьезное ослабление АМОЦ регистрировалось в 2009–2010 годах, но с тех пор циркуляция восстановилась.
Самые свежие работы, основанные на различных океанографических наблюдениях (в том числе и на данных RAPID) показывают (1, 2, 3), что АМОЦ достаточно устойчива и не ослабляется. О стабильности говорят и прямые наблюдения акустических допплеровских профилемеров за транспортом Гольфстрима и многочисленные океанографические данные о положении Гольфстрима (1, 2).
Но вот данные спутниковой альтиметрии и береговых станций, наблюдающих за уровнем моря, указывают (1, 2) на небольшое ослабление и смещение Гольфстрима к югу. Ослабление Гольфстрима при этом сопровождается более высоким подъемом уровня моря у северо-восточного побережья США — потому что чем сильнее Гольфстрим, тем сильнее на него действует сила Кориолиса, которая как бы отводит его от побережья.
Восстановленные (оранжевый цвет) и измеренные значения (синий и серый цвет) транспорта компонентами АМОЦ (через Флоридский пролив, в экмановском слое, в нижней и верхней частях океанической толщи) и всей АМОЦ
Emma L. Worthington et al. / Ocean Science, 2021
Таким образом, пока у ученых нет однозначного вывода о том, ослабляется АМОЦ (и Гольфстрим, как его часть) или нет. Чаще делается вывод о наличии долгопериодных колебаний АМОЦ, которые по-видимому тесно связаны с 60-летней цикличностью температуры воды в Северной Атлантике (хотя выдвигаются гипотезы о том, что данная цикличность является либо случайным процессом, либо обусловлена влиянием вулканов), в новую — холодную — фазу которой мы сейчас вступаем.
Но почему ученые указывают на возможную остановку АМОЦ как на риск (хотя и маловероятный) с серьезными последствиями? Их настораживают примеры из прошлого.

Если АМОЦ замедлится
В фильме «Послезавтра» климатическая катастрофа занимает считанные дни: потепление приводит к быстрому таянию льдов, это останавливают циркуляцию в океане, что в свою очередь оборачивается резким похолоданием.
В фильме обыгрывается одна из теорий формирования так называемых колебаний Дансгора-Эшгера и отдельных холодных событий Хайнриха на фоне этих колебаний — достаточно резких изменений температуры во время последнего ледникового периода. Эти события и колебания хорошо просматриваются как в кернах Гренландии, так и в донных отложениях субтропической Атлантики. Причем изменения климата были действительно резкими: теплые фазы начинались со стремительного потепления — максимум приходился на район Гренландии, который за несколько десятилетий прогревался на 5–10 градусов — затем наступало температурное плато. Следом начиналось медленное похолодание. Изменения температуры прослеживались не только в Северной Атлантике, но и в других регионах, причем в Южной Атлантике изменения температуры происходили в противофазе!
Прокси-данные для температуры субтропической Атлантики (зеленая линия, донные отложения) и северной Атлантики (синяя линяя, данные ледниковых кернов Гренландии). Цифрами показаны теплые события Дансгора-Эшгера, красными квадратами — события Хайнриха
Stefan Rahmstorf / Nature, 2002
Увидев характер изменений температуры, а именно — нечто, похожее на колебания (около 1500 лет), ученые предположили наличие стохастического резонанса — усиления слабого периодического сигнала белым шумом. Важными условиями для этого является принципиальная нелинейность системы (а климатическая система является таковой) и наличие в ней нескольких стабильных состояний.
Идею о двух стабильных положениях термохалинной циркуляции высказывали ещё Стоммел и Брокер. Брокер же выдвинул и идею «соленостного осциллятора»: АМОЦ уравновешивает экспорт пресной воды из Атлантики на континенты, ее ослабление приводит к ослаблению этого экспорта и увеличению солености, а увеличение солености усиливает циркуляцию и так далее по кругу. Эти колебания АМОЦ влияют на ледовые щиты и морские льды в Арктике. Их таяние определяет сдвиг конвекции из высоких широт Атлантики (теплая фаза колебаний Дансгора-Эшгера) в низкие широты (холодная фаза) — формируются так называемые «теплый» и «холодный» режимы АМОЦ.
В отдельные моменты в холодную фазу реализовывались экстремальные события Хайнриха — на морском дне этим событиям соответствуют осадочные породы крупного размера, которые могли быть принесены только айсбергами. Это позволило ученым предположить, что покровные ледники (скорее всего Лаврентийский) дорастали до критического размера и затем сбрасывали часть льда в Северную Атлантику, что на определенное время вообще «выключало» АМОЦ. Север Атлантики становился аномально холодным, а в Антарктиде, напротив, было аномально тепло.
Схема трех режимов АМОЦ (сверху вниз): теплого, холодного и выключенного. Красной стрелкой показано опрокидывание теплой воды в Северной Атлантике, синей — глубинные антарктические воды. Также схематически изображен подъем дна океана между Гренландией и Шотландией
Stefan Rahmstorf / Nature, 2002
Правда, наиболее свежие исследования (с использованием более детальных палеоданных и более совершенных климатических моделей) переворачивают картину с ног на голову. Это АМОЦ сначала усиливалась или ослаблялась, что тянуло за собой изменения в площади и массе ледников. Большой корпус работ показывает, что АМОЦ в зависимости от концентрации парниковых газов и наличия/отсутствия покровных ледников может находиться только в одном из своих состояний. Так, при высокой концентрации СО₂ (как сейчас) и отсутствии Лаврентийского щита возможен только теплый режим АМОЦ. Напротив, при низкой концентрации СО₂ в атмосфере (ниже 185 ppm — частей на миллион) и наличии Лаврентийского щита возможен только холодный или выключенный режим АМОЦ. Причины перехода между холодным и выключенным режимами пока выясняются — видимо, замедление АМОЦ впоследствии усиливалось потоком пресной воды от Скандинавского ледяного щита, — но уже понятно, что большой сброс айсбергов с Лаврентийского щита происходил после резкой остановки АМОЦ и был не причиной, а следствием ее остановки. Впрочем, сказать, так ли было во всех событиях Хайнриха в истории Земли, пока трудно.
Самое интересное происходит в условиях, когда ледниковые щиты и концентрация СО₂ находятся на средних уровнях — именно в такие моменты возможны переходы от теплой к холодной фазам и обратно. Модельные расчеты показывают, что причинами этих переходов могут являться как изменения массы ледников, так и изменения концентрации СО₂. В частности, изменение концентрации парниковых газов вело к перестройке атмосферной циркуляции в тропиках и усилению переноса влаги через Центральную Америку в Тихий океан, что увеличивало соленость вод в Атлантике и усиливало АМОЦ. А колебания парниковых газов в атмосфере во время ледниковых эпох сама же АМОЦ и модулировала, запуская таким образом свои переходы от холодной к теплой фазам.
Впрочем, все это относится к условиям ледниковых эпох, где уровень океана низок, континенты покрыты ледниками, а концентрация CO₂ в атмосфере невысока. В современном климате остановка АМОЦ крайне маловероятна, хотя ослабление вполне возможно. Чем это может нам аукнуться на фоне глобального потепления?
Глобальное потепление vs. ослабление АМОЦ
Современные климатические модели неплохо воспроизводят глобальный океанический конвейер и уверенно предсказывают ослабление АМОЦ в XXI веке: при сохранении сильного антропогенного влияния на климат оно может достигнуть 50 процентов, при мягком сценарии — вряд ли превысит 25 процентов, но все равно никуда не денется. Модели предсказывают, что холодная аномалия в Северной Атлантике (тот самый warming hole) сохранится в ближайшие десятилетия — из-за ослабления конвекции в субполярном круговороте (9 моделей из 40 предсказывают достаточно резкое похолодание, остальные 31 более плавное). Повлияет ли это на климат Европы? Для ответа на этот вопрос надо вычленить эффект ослабления АМОЦ на температуру воздуха.
В 1988 году Манабе и Стоуфер показали, что в климатической модели океан-атмосфера могут формироваться два устойчивых состояния — с термохалинной циркуляцией в Атлантике и без неё (в продолжении гипотезы Стоммела-Брокера). Без циркуляции на севере Атлантики становится холоднее на 7-9 градусов. Это похолодание затрагивает и Европу. Поздние эксперименты (1, 2, 3) проверили степень похолодания для сценария заметно ослабленной (но не остановленной) АМОЦ. Оно составило 5–8 градусов Цельсия.
Разница среднегодовой приповерхностной температуры воздуха в экспериментах с выключенной (сверху) или ослабленной (снизу) АМОЦ и контрольным экспериментом
S. Manabe et al. / Journal of Climate, 1988
L. C. Jackson et al. / Climate Dynamics, 2015
Эти сценарии выглядят внушительно, но есть одно важное «но»: АМОЦ в этих экспериментах ослабляли, добавляя в модель поток пресной воды. А результаты экспериментов сравнивались с контрольными экспериментами, в которых парниковый эффект соответствовал доиндустриальному уровню. Но ведь сейчас концентрация СО₂ в атмосфере растет! Так что надо провести обратный эксперимент, что недавно и сделали ученые из США и Франции.
Они взяли проекцию климата на XXI век с учетом антропогенного влияния, взяв самый агрессивный сценарий — Атлантика опреснялась, АМОЦ ослабевала на 30 процентов. И сравнили этот сценарий с ситуацией, в которой при потеплении АМОЦ не ослабевает (для этого из модели убрали пресную воду из Северной Атлантики).
Что в результате? Ослабевание АМОЦ приводит к тому, что в Европе потепление из-за глобального изменения климата будет ощущаться не так сильно. Основной эффект «непотепления» будет проявляться к югу от Гренландии — в районе той самой warming hole.
Изменение среднегодовой приповерхностной температуры воздуха в XXI веке (в 2061–2080 гг. по сравнению с 1961–1980 гг.) с ожидаемым ослаблением АМОЦ (сверху слева) и с выключенным распреснением и сильным АМОЦ (справа сверху). Снизу показана разница между экспериментами
Wei Liu et al. / Science Advances, 2020
Но ослабление АМОЦ, само по себе вызванное потеплением, не перевернет это потепление вспять. На похолодание в Европе рассчитывать не стоит, в XXI веке точно. Не замерзнет и Мурманск. Более того, ряд новых данных говорит о том, что приток тепла в Арктику может только усиливаться.
Недавно было обнаружено статистически значимое увеличение кинетической энергии океана с начала 1990 годов, приводящее к ускорению океанической циркуляции, причем и на больших глубинах. Основная причина — усиление ветра в приземном слое (и в меньшей степени изменение его направления), особенно в тропиках Южного полушария Тихого океана. Как повлияет это усиление на глобальный океанический конвейер и АМОЦ — пока непонятно.
Изменение работы ветра на поверхности океана (красная линия) и глобальной кинетической энергии океана (синяя линия)
Shijian Hu et al. / Science Advances, 2020
Может помочь и атмосфера: ученые рассмотрели большой ансамбль современных моделей (от максимума оледенения до учетверения СО₂) и показали, что общий меридиональный поток тепла от экватора к полюсам меняется слабо (разве что в максимуме оледенения он был на 4 процента больше), однако то, каким путем он идет — в атмосфере или в океане — существенно зависит от внешних условий. При учетверении СО₂ ослабление АМОЦ будет с лихвой компенсировано потоком тепла в атмосфере.
Работает так называемая компенсация Бьеркнеса: в приближении слабых изменений радиационного баланса на верхней границе атмосферы климатическая система продолжит тем или иным путем доставлять тепло из перегретых тропиков к холодным полюсам, а значит, если ослабеет один поток (в океане или в атмосфере), то усилится другой. Компенсация атмосферой ослабления потока в океане за счет АМОЦ была показана в ряде модельных работ (1, 2).
Впрочем, при усилении парникового эффекта поток именно в Северный Ледовитый океан только усиливается. Так, модельные эксперименты с различным содержанием парниковых газов (от одной четвертой до учетверенной концентрации СО₂₎показывают, что перенос тепла океаном в Арктику увеличивается при росте концентрации CO₂, в основном — через северо-восточные моря Атлантики. Ученые показали, что океанический перенос тепла усиливается в результате ветрового воздействия и переноса тепла поверхностными течениями и обычной теплопередачей, а вот АМОЦ отходит на второй план. Пожалуй, это можно сравнить с гидромассажной ванной: в одном случае ванна наполнена холодной водой и с боков бьют струи очень теплой воды, в другом — струи уже не такие теплые, но зато и вся остальная вода в ванной уже не такая холодная.
А теплее вода в этой ванной, то есть в мировом океане, становится из-за антропогенной деятельности. Человечество, увеличивая концентрацию парниковых газов в атмосфере, живет сейчас в эпоху разбаланса радиационных потоков на верхней границе атмосферы: приходит к нашей планете по-прежнему около 340 Ватт на квадратный метр, но вот уходит в космос уже около 339. В итоге в земной климатической системе копится избыточное тепло. Причем, около 90 процентов избыточного тепла уходит в океан: каждый год сюда добавляется около 9 зеттаджоулей (10²¹ джоулей) — это примерно в 15 раз больше, чем вся энергия, которую производит человечество за год. Результаты наблюдений и реанализов показывают, что океан становится все теплее.
Тренды температуры воды в верхнем 2-километровом слое океанов в 1960–2019 гг.
Lijing Cheng et al. / Advances in Atmospheric Sciences, 2020
Потепление и осолонение в верхнем километровом слое происходит в Северной Атлантике как минимум с середины XX века (а вот на глубине вода становится более холодной и пресной, из-за усиления таяния льда Гренландии и морских льдов в Арктике). Палеоданные показывают, что температура поверхности океана в Северной Атлантике сейчас самая высокая за последние 3000 лет. Исключением является тот самый warming hole. Но и с ним все в итоге не так просто.
Реконструкция температуры поверхности Северной Атлантики с годовым разрешением (черное), красным показано 30-летнее среднее, серым — диапазон неопределенности. Указаны также исторические периоды региональных и глобальных похолоданий и потеплений
Francois Lapointe et al. / PNAS, 2020
Например, в 2015 году похолодание в Северной Атлантике было вызвано в первую очередь атмосферными процессами, которые привели к аномальным потерям тепла океаном. Свежее исследование европейских климатологов показало, что в формировании подобных холодных аномалий участвует сразу несколько игроков: это и охлаждающий эффект облаков, и ослабление притока тепла из низких широт (как раз то самое ослабление АМОЦ), и, что самое важное, усиливающийся отток тепла из субполярного круговорота в полярные широты, в сторону Норвежского моря. Это усиление потока ученые достаточно уверенно атрибутировали к антропогенному усилению парникового эффекта.
Кроме того, в 2018 году две независимые группы ученых показали (1, 2), что существенным образом отличается климатический отклик на ослабление АМОЦ, которое вызвано внутренней изменчивостью и внешним воздействием (усилением парникового эффекта). В экспериментах без внешнего воздействия усиление АМОЦ хорошо коррелирует с притоком тепла в Арктику (за счет конвергенции тепла, то есть за счет узких теплых струй) и росту температуры в Северной Европе. А в экспериментах с антропогенным воздействием наблюдается одновременное ослабление АМОЦ и рост притока тепла в Арктику — за счет адвекции прогретых поверхностных вод, то есть за счет прогрева всей «ванной».
Приток теплой воды в Арктику только растет — ученые говорят об усилении притока воды в Баренцево море на один свердруп. Поступающая вода примерно на градус теплее, чем раньше. Происходит самая настоящая «атлантификация» Арктики.
Температура воды на Кольском меридиане (среднее для профиля 0-200 метров по меридиональному разрезу через Баренцево море)
Источник: folk.uib.no/ngfhd
Итак, замерзнет ли Европа? Моделирование показывает, что сильные холодные аномалии в районе warming hole приводят к своеобразной фиксации положения струйных течений и блокирующих антициклонов. Таким образом над Европой наоборот, возникают аномально сильные волны жары. Именно о жарком лете, как о следствии замедления АМОЦ, говорит в своем интервью газете Zeit Штефан Рамсторф, чье свежее исследование всколыхнуло в феврале общественность. А для того, чтобы европейский климат подморозило, должна остановиться вся термохалинная циркуляция. Исходя из всех современных представлений, в том числе о целой плеяде обратных связей, поддерживающих АМОЦ, это крайне маловероятное событие.
Не спешит останавливаться и Гольфстрим. Еще несколько веков назад он помогал белым морякам вывозить из Америки золото, но вот с теплом все не так просто, как думал Мэтью Мори. Гольфстрим — лишь верхушка айсберга: климат Европы не находится в простой зависимости от тепла Мексиканского залива, да и морских течений в целом. Теплые зимы Старого света — один из результатов работы всей климатической системы нашей планеты. Так что рассчитывать на помощь Гольфстрима второй раз не стоит: с последствиями глобального потепления нам придется справляться самим.
Александр Чернокульский
В этот текст вносились правки
В оригинальной версии текста мы совершили несколько ошибок:
назвали меру измерения транспорта воды «сведруп» — правильно свердруп;
вместо гектопаскалей (гПа = 10² Па) говорили о гигапаскалях (ГПа = 10⁹ Па) в подписи к графику с отклонением атмосферного давления от среднезональных значений в зимние месяцы

Что на самом деле случилось с Гольфстримом
Не стихают слухи об ослаблении Гольфстрима, которое происходит то ли из-за утечки нефти в Мексиканском заливе, то ли из-за сильного таяния арктических льдов, и о том, что это грозит нам неслыханными климатическими катастрофами, вплоть до наступления нового ледникового периода. В редакцию приходят письма с просьбой разъяснить, действительно ли тёплое течение скоро исчезнет. На вопросы читателей отвечает кандидат физико-математических наук Евгений Володин, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики РАН.
Рис. 1. Аномалия (отклонение) температуры поверхности в сентябре—ноябре 2010 года по сравнению с сентябрём—ноябрём 1970—2009 годов. Данные NCEP (National Centers for Environmental Prediction, США).
Рис. 2. Разница температур поверхности океана в июне 2010 года и июне 2009 года. Данные GODAS.
Рис. 3. Разница температур поверхности океана в сентябре—ноябре 2010 года и сентябре—ноябре 2009 года. Данные GODAS.
Рис. 4. Скорости течения в июне 2010 года на глубине 50 м, по данным GODAS. Стрелками указано направление, цветом — величина скорости (м/с).
‹
›
Гольфстрим — это тёплое течение в Мексиканском заливе, которое огибает Флориду, течёт вдоль восточного побережья США примерно до 37-го градуса с. ш. и затем отрывается от побережья на восток. Подобные течения существуют и в Тихом океане — Куросио, и в Южном полушарии. Уникальность же Гольфстрима состоит в том, что после отрыва от американского берега он не поворачивает обратно в субтропики, а частично проникает в высокие широты, где уже называется Северо-Атлантическим течением. Именно благодаря ему на севере Атлантики температура на 5—10 градусов выше, чем на аналогичных широтах в Тихом океане или в Южном полушарии. По этой же причине Северное полушарие в целом немного теплее Южного.
Первопричина такой необычности Северной Атлантики состоит в том, что воды над Атлантическим океаном испаряется немного больше, чем выпадает в виде осадков. Над Тихим океаном, наоборот, осадки немного преобладают над испарением. Поэтому в Атлантике вода в среднем несколько солонее, чем в Тихом океане, а значит, тяжелее, чем более пресная тихоокеанская, и потому она стремится опуститься на дно. Особенно интенсивно это происходит на севере Атлантики, где солёную воду утяжеляет ещё и охлаждение на поверхности. На место опустившейся в глубину воды в северную Атлантику приходит вода с юга, это и есть Северо-Атлантическое течение.
Таким образом, причины, обуславливающие Северо-Атлантическое течение, глобальны, и вряд ли на них может существенно повлиять такое локальное событие, как разлив нефти в Мексиканском заливе. По самым пессимистическим оценкам, площадь нефтяного пятна составляет сто тысяч квадратных километров, в то время как площадь Атлантического океана чуть меньше ста миллионов квадратных километров (то есть в тысячу раз больше пятна). Согласно данным атмосферного реанализа NCEP (National Centers for Environmental Prediction, США) — синтезированным данным спутников, станций наземных наблюдений, зондирований, «усвоенных» моделью динамики атмосферы (atmospheric model of NCEP’s Global Forecast System — GFS), с тёплыми течениями Северной Атлантики ничего страшного пока не случилось. Взгляните на карту, составленную на основе этих данных (рис. 1). В сентябре—ноябре 2010 года отклонение температуры поверхности в Мексиканском заливе, а также в той части Атлантики, где проходят Гольфстрим и Северо-Атлантическое течение, от среднего значения в те же месяцы 1970—2009 годов не превышает одного градуса Цельсия. Лишь на северо-западе Атлантики, в области холодного Лабрадорского течения, эти аномалии достигают двух-трёх градусов. Но и такая величина сезонных аномалий вполне обычна и наблюдается в том или ином регионе почти ежегодно.
Не подтверждаются и сообщения о том, что Гольфстрим между 76 и 47 меридианами в 2010 году стал холоднее на 10 градусов Цельсия. Как следует из данных GODAS¹ (Global Ocean Data Assimilation System — система усвоения всех имеющихся данных наблюдений — спутников, кораблей, буёв и т.д. — с использованием модели динамики океана), средняя температура поверхности океана в июне 2010 года между примерно 40 и 70 градусами з.д. была ниже, чем в июне 2009 года, всего на один-два градуса и лишь в одном месте — почти на три градуса (рис. 2). Но такие аномалии температуры вполне укладываются в рамки естественной изменчивости. Обычно они сопровождаются «отклонениями» другого знака в соседних районах океана, что и происходило летом 2010 года, согласно данным GODAS. Так что если их усреднить по всей северной Атлантике, то среднее температурное отклонение было близко к нулю. К тому же такие явления живут обычно несколько месяцев, и осенью отрицательная аномалия уже не прослеживалась (рис. 3).
Существование Гольфстрима хорошо подтверждают и данные GODAS по горизонтальным скоростям течения на глубине 50 м, осреднённые за июнь 2010 года. Карта, составленная на основе этих данных (рис. 4), показывает, что Гольфстрим, как и всегда, течёт через Мексиканский залив, вокруг Флориды и вдоль восточного берега США. Затем он отрывается от берега, становится шире, одновременно скорость течения падает (как и должно быть), то есть не прослеживается ничего необычного. Примерно так же, по данным GODAS, Гольфстрим течёт и в другие месяцы 2010 года. Отметим, что 50 м — наиболее характерная глубина, на которой Гольфстрим виден лучше всего. Скажем, поверхностные течения могут отличаться от тех, что на глубине 50 м, чаще всего из-за влияния ветра.
Впрочем, в истории были случаи, когда происходили события, аналогичные тем, что описываются в распространённых сейчас «страшилках». Последнее такое событие произошло около 14 тысяч лет назад. Тогда заканчивался ледниковый период, и на территории Северной Америки из растаявшего льда образовалось огромное озеро, запруженное ещё не растаявшим ледником. Но лёд продолжал таять, и в какой-то момент вода из озера начала вытекать в Северную Атлантику, распресняя её и тем самым препятствуя опусканию воды и Северо-Атлантическому течению. В результате в Европе заметно похолодало, особенно зимой. Но тогда, по существующим оценкам, воздействие на климатическую систему было огромным, ведь поток пресной воды составлял около 10⁶ м³/с. Это более чем на порядок превышает, например, современный сток всех российских рек.
Ещё один важный момент, который хотелось бы подчеркнуть: среднесезонные аномалии атмосферной циркуляции в умеренных широтах в очень небольшой степени зависят от аномалий температуры поверхности океана, в том числе и такие крупные, какие наблюдались этим летом в Европейской России. Специалисты по сезонному прогнозу погоды утверждают, что лишь 10—30% отклонений от «нормы» среднесезонной температуры в каком-либо пункте на территории России обусловлены аномалиями температуры поверхности океана, а остальные 70—90% — результат естественной изменчивости атмосферы, первопричина которой неодинаковое нагревание высоких и низких широт и предсказать которую на срок более двух-трёх недель практически невозможно (см. также «Наука и жизнь» № 12, 2010 г.).
Именно поэтому считать наблюдавшиеся аномалии погоды в Европе летом 2010 года или ещё в какой-либо сезон результатом лишь влияния океана ошибочно. Если бы это было так, сезонные или месячные отклонения погоды от «нормы» легко бы предсказывались, поскольку крупные аномалии температуры океана, как правило, инерционны и живут не меньше нескольких месяцев. Но пока хороший сезонный прогноз погоды не удаётся ни одному прогностическому центру в мире.
Если же говорить конкретно о причинах аномалии лета 2010 года в России, то она была вызвана взаимодействием двух случайно совпавших факторов: блокирующего антициклона, который обусловил перенос воздуха в центральные области России преимущественно с востока—юго-востока, и почвенной засухи в Поволжье и Предуралье, что позволило распространяющемуся воздуху не тратить тепло на испарение воды с поверхности. В результате повышение температуры воздуха у поверхности получилось действительно беспрецедентным за весь период наблюдений. Однако вероятность возникновения блокирующего антициклона и почвенной засухи в Поволжье мало зависит от аномалий температуры поверхности океана, в том числе и в районе Гольфстрима.
Комментарии к статье
¹ Данные GODAS можно свободно скачать с сайта http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.godas.html.
Гольфстрим замедляется. Случится ли фильм «Послезавтра» наяву?
По данным ученых, океаническая циркуляция в северной Атлантике, а вместе с ней и система течений Гольфстрима начала замедляться после периода стабильности, длившегося более 1400 лет. Как выяснилось, началось это не вчера, процесс идет уже более ста лет. А это означает, что он уже давно оказывает влияние на нашу жизнь. Пожалуй, это одна из самых сенсационных новостей в области климата за последнее время. Если процесс продолжится, в северном полушарии может наступить серьезное похолодание.
Cистема Гольфстрима – это тот узелок, который связывает много ниточек в климатической системе планеты. Как все дороги ведут в Рим, так и большинство дискуссий о поведении климата рано или поздно сводятся к вопросу об океанической циркуляции в северной Атлантике и важнейшей ее части – Гольфстриме. Авторы климатических моделей предсказывали такой сценарий уже несколько лет назад. К тому же в последнее десятилетие было замечено некоторое снижение в интенсивности североатлантической циркуляции. Но поскольку инструментальные измерения в этой области начались сравнительно недавно – лишь в 2004 году, то отмеченный тренд нельзя было ни с чем соотнести и понять, что нас ожидает дальше.
Естественный цикл или деятельность человека?
Главным является вопрос: представляет ли этот тренд естественные колебания системы или же они являются следствием глобального потепления. Ответ на него крайне важен для человечества, ведь если тренд является естественным и такие колебания существовали и прежде, то можно надеяться, что рано или поздно обратный процесс начнется сам по себе и циркуляция будет ускоряться. Если же он является реакцией на повышение глобальной температуры, то климатическая система может выйти из равновесия. Это повлечет за собой очень неприятные последствия, поскольку изменения интенсивности океанической циркуляции управляют силой и направлением движения штормов, локальным повышением и понижением уровня моря, а также потеплениями и похолоданиями во всем североатлантическом регионе, а через него и на всей остальной планете.
Угольные ТЭЦ в Китае
Авторы нового исследования не могут ответить на этот вопрос со стопроцентной уверенностью, но склоняются к версии, что замедление в североатлантической циркуляции вызвано именно глобальным потеплением. И основания для такого вывода у них есть: они собрали огромный объем фактических данных из самых разных источников со всего североатлантического региона – это и годовые кольца деревьев, и изотопы различных элементов в планктонных и бентосных организмах, и скорость оседания частичек в океане, и многое другое. Все эти данные являются косвенными показателями скорости океанической циркуляции. И они демонстрируют, что приблизительно с 400 года нашей эры до середины XIX века циркуляция была стабильной, а потом начала замедляться. В последние 15 лет это замедление резко усугубилось. При этом, чем быстрее повышалась глобальная температура, тем стремительнее замедлялась атлантическая циркуляция.
Похолодание будет ощущаться в основном зимой, а летом ослабление циркуляции приведёт к сокращению осадков
Какие это будет иметь последствия для человечества? Ученые уверены, что в целом процесс оказывает заметное влияние на климатическую систему уже сейчас. Климатолог, научный сотрудник Потсдамского института исследования последствий изменений климата Андрей Ганопольский объясняет: “Наиболее непосредственным результатом станет относительное похолодание в Северной Атлантике, которое будет частично (или даже полностью) компенсировать идущее в северо-западной Европе потепление. На первый взгляд это может показаться хорошей новостью, но на самом деле это не совсем так. Во-первых, похолодание будет ощущаться в основном зимой, тогда как летом ослабление атлантической океанической циркуляции приведёт к сокращению осадков. Есть также исследования которые показывают, что значительное ослабление циркуляции может повлиять на морские экосистемы, приведет к сокращениям рыбных уловов, ускорит региональное повышение уровня моря. Кроме того, коллапс циркуляции может оказаться необратимым, то есть в течение длительного времени, даже после того как исчезнут многие другие последствия глобального потепления, циркуляция не восстановится”.
Сергей Гулев, заведующий лабораторией взаимодействия океана и атмосферы Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, добавляет: “Поскольку изменения атлантической океанической циркуляции приводят к изменению потоков на поверхности Атлантики, это безусловно должно повлиять на климат, в первую очередь в Евразии, в частности на перенос тепла и влаги на континент и связанные с этим режимы увлажнения и тепла. А в более отдаленной перспективе последствия могут оказаться куда более серьезными”.
Океанические «моторы» и глобальный конвейер
То, что в обыденной речи называется “Гольфстримом” или “системой течений Гольфстрима” является частью общего потока океанической циркуляции. В разных своих участках этот поток имеет различные названия, а Гольфстримом называют южную часть тепловодного потока, который несет воды из Мексиканского залива до самого Северного Ледовитого океана. Гольфстрим переходит в Северо-Атлантическое течение, и оно, достигнув средних широт, разделяется на две ветви: одна отклоняется на запад и в виде течения Ирмингера достигает Лабрадорского бассейна, а другая продвигается дальше на север в виде Норвежского течения и достигает Норвежско-Гренландского бассейна. Интенсивность этого потока и его скорость напрямую зависят от того, что происходит в Лабрадорском море и в Норвежско-Гренландском бассейне, где находятся его так называемые “моторы”.
“Моторы” работают следующим образом. Воды Гольфстрима, достигая высоких широт, “идут” на глубину и “тянут” за собой течение. Происходит это в полном согласии с законами физики. В тропических широтах эти воды приобретают высокую плотность из-за повышенной солености, так как в тропиках вода интенсивно испаряется, а соль остается и ее концентрация в воде увеличивается. А по мере продвижения на север эти воды остывают, отдавая свое тепло атмосфере, и за счет этого становятся еще плотнее. В конце концов поверхностная вода достигает такой высокой плотности, что теряет “плавучесть” и больше не может оставаться на поверхности. В силу своей тяжести она уходит на глубину, где дает начало компенсирующим потокам, которые в Атлантике сливаются вместе и текут на юг. Толща воды в океане, если посмотреть на нее в вертикальном разрезе, похожа на слоеный пирог: поверхностные воды текут в одном направлении, а глубинные – в другом. Этот глубоководный поток доходит до самой Антарктиды, где он выныривает на поверхность, огибает Антарктиду и направляется в Тихий океан, а оттуда, через Индийский океан, снова возвращается в Атлантику.
Схематичное изображение глобального океанического конвейера
Все эти течения в совокупности можно представить себе в виде конвейерной ленты, которая постоянно движется, причудливо опоясывая весь земной шар. Поэтому глобальную океаническую циркуляцию образно называют “глобальным океаническим конвейером”. Теория о работе океанического конвейера сравнительно молода. Его существование предсказал американский ученый Генри Стоммел в середине ХХ века, а в 90-е годы его теорию развил другой американец, Уоллес Брокер. Глобальный океанический конвейер постоянно перемещает воду в океане. А вместе с водой перемещается и перераспределяется тепло, потому что вода, нагревшись в тропиках, имеет свойство сохранять тепло сравнительно долго и, по мере своего остывания, успевает пройти довольно большое расстояние. Если учесть, что Гольфстрим представляет собой поток куда более мощный, чем все реки мира, вместе взятые, то можно осознать, какой большой вклад он вносит в состояние климатической системы.
Однако, система работает на полную мощность лишь до тех пор, пока работают “моторы” в Норвежско-Гренландском и Лабрадорском бассейнах, которые перемещают воду с поверхности на глубину. Если же плотность поверхностных вод снижается, то снижается и интенсивность всего процесса циркуляции. И тогда климат меняется, причем происходит это нелинейно, поэтому и предсказать климатические перемены весьма просто.
Похолодание в благодатную эпоху
Для того чтобы понять, насколько современная циркуляция течений в северной Атлантике сильно влияет на климат, достаточно сказать, что до ее появления не существовало ледниковий, климат был относительно стабильным и теплым. Гольфстрим, а вместе с ним и вся система современной океанической циркуляции, образовался благодаря закрытию пролива между северной и южной Америками, 2,8 миллиона лет назад на его месте возник Панамский перешеек, и теплому течению ничего не оставалось, кроме как повернуть на север в сторону Гренландии.
С тех пор климатическая система стала довольно хрупкой: достаточно сравнительно небольшого температурного толчка – и океаническая циркуляция подхватывает сигнал, усугубляет его, и климат перескакивает из одной фазы в другую – от ледниковий к межледниковьям и обратно. Такие температурные толчки порождаются только изменениями в траектории движения Земли, и, следовательно, их относительно легко предсказать. Дело в том, что и орбита движения Земли вокруг Солнца, и положение Земли в пространстве закономерно и циклично изменяются, поскольку на планету Земля воздействуют различные космические тела. И столь же закономерно и циклично изменяется количество энергии, которое планета получает от Солнца. В соответствии с этим предсказуемо наступают оледенения и межледниковья. Длина этих циклов – десятки тысяч лет. В 20-х годах ХХ века сербский математик Милутин Миланкович предсказал их теоретически, а последующие исследования ученых эти предсказания полностью подтвердили.
Но в начале 90-х гг. ученые совершенно неожиданно для себя открыли, что на эти длинные циклы накладываются короткие периоды очень сильных похолоданий, которые трудно спрогнозировать. У них нет строгой цикличности, да и сначала было не очень понятно, что является их триггером. С уверенностью можно утверждать лишь три вещи: эти похолодания были очень сильными, во время подобного рода эпизодов среднегодовая температура в средних широтах могла упасть на 6°C, что очень много; они всегда были связаны с сильным ослаблением либо даже с полной остановкой циркуляции течений в северной Атлантике; по геологическим меркам они длились недолго – до тысячи лет или чуть дольше, однако наступали они очень быстро – кульминация могла случиться буквально через несколько десятков лет после начала замедления циркуляции. Это открытие вызвало шок в научной среде: стало понятно, что климатическая система оказалась еще более хрупкой, чем это раньше считалось.
Ученые быстро разгадали причину этих резких похолоданий. Они наступали тогда, когда ледниковые щиты ломались и огромные армады айсбергов наводняли северную Атлантику. Айсберги таяли и превращались в талую воду, которая была намного легче, чем океаническая вода, из-за своей низкой солености. Легкая талая вода плохо перемешивалась с соленой водой. Наоборот, она как покрышка закрывала всю поверхность океана, в том числе и перекрывала «моторы» океанической циркуляции, и они ослабевали или даже полностью останавливались до тех пор, пока покрышка талой воды не рассасывалась. Это объяснение хорошо вписывалось в теорию глобального конвейера и одновременно успокаивало, поскольку из него следовало, что резкие похолодания могли случаться лишь во время ледниковых периодов, тогда как межледниковья (нынешний климатический период – межледниковье голоцен) казались климатически стабильными и застрахованными от потрясений. Действительно, откуда во время межледниковья взяться такому количеству льда, чтобы распреснить весь североатлантический регион? Ведь такие периоды не образуются огромные ледниковые щиты, покрывающие Канаду и большую часть Европы.
Однако, когда методы изучения глубоководных морских и озерных осадков усовершенствовались, выяснилось, что резкие похолодания случались и в теплые межледниковые периоды. Более того, сравнительно недавно было обнаружено резкое похолодание в самой середине самого стабильного межледникового периода, которое началось 425 тысяч лет назад (его называют стадией 11 или Хольштинской эпохой).
Именно этот период часто используют для прогноза ближайшего климатического будущего. Для этого есть две причины. Во-первых, изменение орбитальных параметров Земли, а следовательно, и изменение количества солнечной энергии, получаемой Землей, во время стадии 11 и во время нынешнего голоцена почти идентичны. Во-вторых, по своим климатическим условиям стадия 11 очень похожа на то, что мы ожидаем в весьма близком будущем. Глобальная температура была тогда в среднем на 2°C, а в Арктическом регионе даже на 4-5°С, выше, чем сейчас, уровень океана на 6–13 метров выше современного, а Гренландский щит очень сильно сократился, и вся южная часть Гренландии была покрыта лесами.
Айсберг у побережья Гренландии
Еще сравнительно недавно этот период считали климатически стабильным. Но обнаруженное похолодание показало, что замедление океанической циркуляции может произойти довольно неожиданно. Чем же было вызвано резкое похолодание в ту благодатную эпоху? Ответить на этот вопрос однозначно ученые пока не могут, но существует вероятность, что причиной этому послужила талая вода, поступавшая от постепенно таявшего Гренландского ледникового щита и из Северного Ледовитого океана, а также изменение количества осадков в северном регионе. Сегодня идут такие же процессы, а значит, следуя параллели со стадией 11, если замедление североатлантической циркуляции продолжится, оно может перерасти в резкое похолодание. Именно это имеют в виду ученые, говоря об отдаленных и катастрофических последствиях замедления циркуляции.
Катастрофа, но не как в кино
“Считается, что на длительном масштабе времени, при сильном уменьшении интенсивности атлантической океанической циркуляции может возникнуть сильная холодная аномалия в субполярной Атлантике и, как следствие, существенное понижение температур над Северным полушарием. Иногда такой сценарий называют термохалинной катастрофой. Однако, хоть это условно и называют “быстрыми изменениями климата”, под словом “быстро” в данном случае подразумеваются десятилетия, а то и столетия. В этом смысле фильм The day after tomorrow (“Послезавтра” в российском прокате. – РС), где все происходит за неделю, – это гротеск. Хотя я, кстати, отношусь к этому фильму положительно и понимаю, что на киноэкране невозможно растянуть события на 200–300 лет, поэтому авторы все сжали в одну неделю. Но на самом деле, если такое когда-либо и произойдет, то с точки зрения человеческой жизни это все-таки будет постепенным процессом”, – объясняет Сергей Гулев.
Париж, собор Сакр-Кёр. В начале 2021 года в Европе была небывало холодная и снежная погода
Скорее всего, действительность окажется и менее катастрофичной, чем в фильме. Во время резких похолоданий, происходящих во время межледниковий, глобальная температура опускается не так сильно, как во время ледниковий – обычно это 1,5–2°C в средних широтах. Такое изменение нельзя назвать катастрофой в геологическом смысле, но и незамеченным оно не пройдет: современная цивилизация, а особенно сельское хозяйство, чрезвычайно зависимы от привычного температурного режима.
Гольфстрим слабеет: чем это грозит Европе?
Ученые выяснили, что атлантическая меридиональная циркуляция, куда входит и Гольфстрим, начала ослабевать еще в XIX веке. А к середине XX столетия стала самой слабой за последние 1600 лет.
Выводы однозначные и подтверждаются огромным количеством фактического материала. Все они свидетельствуют об одном: атлантическая меридиональная циркуляция ослабевает и вместе с этим ослабевает приток тепла в этот регион.
На наиболее показательном графике из опубликованной статьи – аномалия температуры океана в Северной Атлантике. Данные получены на основе реконструкций и измерений около полуострова Лабрадор, у побережья Гренландии, и в Северном море. В последние десятилетия температурная аномалия буквально обвалилась, а в сумме за два столетия океан в среднем остыл почти на градус. В масштабах планеты – колоссальная цифра. Подобные изменения грозят ростом числа катаклизмов в Северном полушарии.
Последствия глобальных изменений мы ощущаем уже сейчас. Например, недавний снежный коллапс в Москве, когда подмосковные сугробы оказались выше, чем сибирские. Постоянная смена оттепелей и аномальных холодов – пока центр страны замерзал, в Заполярье столбики термометров уходили в плюс. О чем говорить, если в этом году зимой по северному морскому пути интенсивный грузопоток был и в январе, и в феврале, а Карское море начало замерзать в рекордно поздние сроки. Невольно вспоминается сюжет фильма «Послезавтра».
Многие СМИ сразу озвучили аналогию – мол, сценарий фильма воплощается в жизнь: пальмы и южные пляжи, занесенные снегом, люди чудом спасаются от снежных буранов. Но всё не так однозначно.
В Атлантическом океане существует так называемая термохалинная циркуляция вод. Она – часть всемирного океанического конвейера, который объединяет поверхностные и глубоководные течения в единую систему. В Северной Атлантике эта циркуляция называется АМОС – атлантическая меридиональная опрокидывающаяся циркуляция. Гольфстрим – её часть, по поверхности перекачивает теплую воду от побережья Флориды на север, к Великобритании, затем его ветвь в виде Норвежского теплого течения уходит на север, в сторону Арктики. Там вода начинает терять тепло, охлаждается, становится более плотной и тяжелой. Происходит подныривание. И начинается обратное звено – по поверхности идет холодное Гренландское течение, затем холодное Лабрадорское течение. А в глубине океана находится мощный антагонист Гольфстрима – Западное пограничное глубоководное течение. Цикл замыкается. Интенсивное поступление талых пресных вод из-за глобального потепления нарушает эту циркуляцию, и последние исследования показывают, что замедление действительно происходит.
«Если пресная вода будет поступать быстро, то предел, когда наступит «отключение» океанической циркуляции, наступит быстрее. Это еще одно ограничение в условиях, когда мы меняем климатическую систему», – отметил Йоханнес Ломан, научный сотрудник Института Нильса Бора Копенгагенского университета.
Модели взаимодействия океана и атмосферы показывают нам взгляд в будущее. Нашумевшая работа – это взгляд в прошлое. Выводы получены на основе анализа изотопов кислорода в раковинах фораминифер (это такие моллюски) и содержания изотопов азота в скелетах горгониевых корралов.
Еще один источник данных – реконструкции климата по годичным кольцам деревьев и кернам льда из Гренландии. Обобщив все эти результаты, ученые сделали вывод: Атлантическая меридиональная циркуляция действительно замедляется. Значит ли это остановку Гольфстрима? Нет.
«Надо понимать, что Гольфстрим – это струйное прибрежное течения, которое формируется из закона сохранения массы. Большие массы перемещаются на глубине, они компенсируются быстрым поверхностным течение на север – Гольфстримом. Гольфстрим никогда не прекратится, покуда дуют пассаты», – подчеркнул Владимир Семенов, член-корреспондент РАН, заместитель директора Института физики атмосферы им.А.М.Обухова РАН, заведующий лабораторией климатологии Института географии РАН.
Более того, последние расчеты показывают, что Гольфстрим – вовсе не основная «грелка Европы». Перенос тепла океаном – это лишь часть тепла всей климатической системы, причем не основная. По последним данным, до 70 процентов тепловой энергии переносится самой атмосферой, температура которой, наоборот, повышается. И вот подтверждение. Прямые измерения на меридиане Кольского полуострова показывают, что температура в поверхностном слое океана здесь растет.
«Я думаю, балансирование произойдет в результате самого глобального потепления, которое и привело к замедлению течений. Но на глобальном уровне такой балансировки не происходит. Замедление атлантической меридиональной циркуляции не приведет к глобальному похолоданию, это просто вызовет перераспределение тепла на планете», – рассказал Йоханнес Ломан, научный сотрудник Института Нильса Бора Копенгагенского университета.
Так что вывод один – погода действительно становится более экстремальной, но причин у этого гораздо больше, чем изменения океанической циркуляции в Атлантике.
Гольфстрим и климат Европы Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»
глобальный экологический КРИЗИС: мифы и реальность
УДК 551.465.53 ББК 26.221
ГОЛЬФСТРИМ и КЛИМАТ ЕВРОПЫ
В.Н. Малинин
Дается критический анализ публикаций о Гольфстриме, о «значительном ослаблении, смещении траектории движения течения в сторону Африки или даже его полном исчезновении» и вследствие этого о «катастрофическом изменении климата по обе стороны Северной Атлантики».
Ключевые слова:
Гольфстрим, изменчивость плотности морской воды, изменчивость температуры морской воды, климат Европы, Лабрадорское течение, циркуляция океана, Северная Атлантика.
«Призрак бродит по Европе — призрак замерзания». Так получается, если перефразировать известные слова классика. Судите сами: Интернет переполнен броскими заголовками типа «Гольфстрим умер». Поэтому караул, спасайся, кто может, ибо Европу ожидает новый ледниковый период. Причем не в каком-то отдаленном будущем, а в ближайшие годы. Причиной этого является «значительное ослабление, смещение траектории движения течения в сторону Африки или даже его полное исчезновение» вследствие опреснения холодного Лабрадорского течения (ЛТ) и аварии на нефтяной платформе «Бритиш петролеум» 20 апреля 2010 года. Польские ученые вообще предрекали, что зима 2010-2011 годов должна стать самой суровой в Европе за последнюю тысячу лет. Но не стала.
В принципе, на это можно было бы не обращать внимание, Интернет есть Интернет, но когда подобные утверждения без каких-либо обоснований даются в средствах массовой информации, имеющих огромные тиражи, то это уже нельзя оставлять без комментариев.
В еженедельнике «Аргументы недели» от 25 мая 2011 г. была опубликована статья доктора геолого-минералогических наук В.П. Полеванова с броским названием «Вашингтон и Брюссель ищут замену Гольфстриму», а затем ее положения точно повторены в журнале «Техника молодежи»
за октябрь-ноябрь 2011 г. в статье «Политическая климатология XXI века» [3; 4]. В них содержатся безапелляционные ничем не подкрепленные утверждения (правда, с множеством цифр, которые могут произвести впечатление на неподготовленного читателя) о «замерзании» и остановке Гольфстрима, и как следствие — о катастрофическом изменении климата по обе стороны Северной Атлантики. Но так ли это? Давайте разбираться.
Итак, читаем: «холодное и более плотное Лабрадорское течение «подныривает» под теплое и более легкое течение Гольфстрим, не мешая ему обогревать Европу. Затем Лабрадорское течение “выныривает” у берегов Испании под названием холодного Канарского течения, пересекает Атлантику, достигает Карибского моря, нагревается и под названием Гольфстрим беспрепятственно устремляется к Северу. Плотность Лабрадорского течения — ключевой фактор благополучия мира» [3, с. 39]. Вот, оказывается, от чего зависит благополучие мира — от плотности Лабрадорского течения!
Далее нас начинают пугать: «как только Лабрадорское течение сравняется по плотности с Гольфстримом, оно поднимется на поверхность океана и перекроет движение Гольфстрима на север» [3, с. 39]. Или: «по последним спутниковым данным, СевероАтлантическое течение (Гольфстрим) в прежнем виде больше не существует, и вместе с ним исчезло и Норвежское течение».
Страшно, не правда ли? Но поскольку данные утверждения абсолютно не соответствуют действительности, мы вынуждены дать свои комментарии относительно циркуляции вод в Северной Атлантике, чтобы читатель мог сравнить их с тем, что написано в указанных выше работах.
Важной закономерностью циркуляции океана является существование ква-зистационарных макроциркуляционных круговоротов. В рассматриваемом районе это субтропический антициклоничес-кий круговорот, состоящий из замкнутой системы течений в пределах широтной зоны 15-45° с.ш. (рис. 1). Наиболее мощным из них является Гольфстрим — западное пограничное течение от полуострова Флорида до Большой Ньюфаундлендской банки. Формируется Гольфстрим преимущественно из вод Северного Пассатного течения. Южная ветвь его входит в Карибское море, далее — в Мексиканский залив, вследствие чего здесь создается постоянный нагон вод. Это приводит к возникновению в Мексиканском заливе стокового Флоридского течения, которое через Флоридский пролив устремляется в открытый океан. Данное течение характеризуется высокими скоростями в поверхностном слое, где они зачастую превышают 1 м/с, а расход течения составляет около 30 Св (Св = 10б м3/с).
NORTH
AMERICA
%, Nf//A
£ CULF STREAM \\
SOUTH АМКІСЛ
Рис. 1. Упрощенная схема поверхностных течений Северной Атлантики.
Выйдя из Флоридского пролива, оно поворачивает на север вдоль материкового склона. Недалеко от Багамских островов происходит слияние Флоридского и Антильского течений, послед нее, будучи продолжением одной из ветвей Северного пассатно го течени я, следует на север вдоль восточного берега Кубьы и имеет расход
около 30 Св. Здесь и происходит полное формирование вод Гольфстрима.
Вначале Гольфстрим следует вдоль континентального склона до м. Хаттерас, где он отходит от него, поворачивает на северо-восток к о. Ньюфаундленд и прослеживается до глубин 1000 м. Юго-восточнее Ньюфаундленда Гольфстрим встречается и смешивается с холодными водами Лабрадорского течения. В этом районе, получившем название дельты Гольфстрима, происходит его разделение на ряд ветвей, образующих систему Северо-Атлантического течения (САТ) и целого спектра вихрей различного масштаба.
Одна из ветвей САТ, образующаяся из течения склоновых вод и Лабрадорского, следует прямо на север к пр. Девиса. Основная ветвь САТ, которая является прямым продолжением собственно Гольфстрима, вначале идет параллельно северной ветви, затем, достигнув 60°с.ш. и 40°з.д., она поворачивает на северо-восток. Южнее Исландии от САТ ответвляется течение Ирмингера. Основная часть САТ переваливает порог Томсона и входит в Норвежское море под названием Норвежского течения. Последними ветвями системы Гольфстрим являются Нордкапское течение, проходящее в южной части Баренцева моря и Шпицбергенское течение, пополняющее глубинную прослойку атлантических вод в СЛО.
Южная ветвь САТ вначале следует на восток вдоль 42-45° с.ш. После пересечения Срединного Атлантического хребта она отклоняется к югу как Португальское течение (около 12 Св), которое в свою очередь дает начало холодному Канарскому течению (10-15 Св), медленно несущему свои воды на юг вдоль берегов Африки. Вблизи островов Зеленого Мыса оно поворачивает на запад. Именно здесь формируется мощное и очень устойчивое Северное Пассатное течение, основная струя которого в полосе 10-20° с.ш. пересекает весь океан в западном направлении. При этом расход его достигает 40-50 Св. Около Антильских островов оно разделяется на 2 ветви: южная ветвь, как уже говорилось выше, входит в Карибское море, а северная следует вблизи восточных берегов Кубы на север. В результате получаем замкнутый круговорот течений.
Главными факторами поддержания течений являются ветер (атмосферная циркуляция) и термохалинные силы (горизонтальные изменения температуры и солености, приводящие к изменениям плотности и, соответственно, к наклонам морского уровня). Отметим, что для
Среда обитания
Terra Humana
поверхностного слоя океана вклад ветровой составляющей в формирование циркуляции составляет порядка 80%. С глубиной ее вклад довольно быстро уменьшается, и на глубинах ниже 200 м вклад термоха-линных сил по некоторым оценкам может достигать 70%. Замечательным свойством атмосферной циркуляции является стабильность пассатов северного полушария, которые дуют с незапамятных времен. А раз так, то Гольфстрим просто не может исчезнуть, пассаты не позволят!
В дельте Гольфстрима происходит его встреча с холодным поверхностным ЛТ, которое формируется из вод Западно-Гренландского течения и течений Канадского архипелага. Его максимальный расход 5 Св. В районе Ньюфандленда оно захватывает верхний 300-слой воды и расход его около 3,5 Св. Здесь оно разделяется на 2 ветви. Вдольбереговой поток проникает через БНБ на юг и затем поворачивает на запад к побережью Америки. Основной поток ЛТ взаимодействует с северной и особенно с центральной ветвями САТ, расход которой достигает 70 Св. и образует две стационарные (постоянные) фронтальные зоны, где происходят интенсивные процессы перемешивания. Об интенсивности перемешивания можно судить по тому факту, что в пределах 100 м (длины корпуса судна) температура воды может изменяться на 10 оС. Здесь поверхностное ЛТ заканчивает свое существование и далее продолжают движение уже трансформированные (более холодные и менее соленые) воды САТ.
Сравнивая мощность ЛТ и САТ (3 и 70 Св соответственно), становится понятным, что ни о каком «закрытии» САТ не может быть и речи! По масштабам это похоже на столкновение «Оки» с «КамАЗом». Даже значительное усиление ЛТ за счет выноса морских льдов из Северного Ледовитого океана и откалывания гренландских айсбергов, обусловленных современным глобальным потеплением, принципиально не изменит данной картины. Лабрадорское течение прекращает свое существование в результате интенсивного турбулентного перемешивания с водами САТ. Кроме того, поскольку ЛТ — поверхностное течение, то ни о каком «подныривании» или «выныривании» на поверхность океана речи нет. Тем более у берегов Испании. Это полный абсурд.
По мнению д-ра Полеванова, «уже сейчас сила зимнего течения Гольфстрим к Европе значительно ослабевает (по некоторым данным — на 30%). Вначале — с 2006 года замедление Гольфстрима вызывалось естественными причинами: опреснением
Лабрадорского течения, после катастрофы 20 июня 2010 года нефтяной платформы Бритиш Петролиум, Гольфстрим был остановлен некомпетентным вмешательством человека» [3, с. 40]. Действительно, английский ученый Гарри Брайден в 2005 г. опубликовал статью в журнале Nature о замедлении циркуляции водных масс в Гольфстриме на 30% по сравнению с 1957 годом. Однако значительная изменчивость в переносе массы и тепла течением известна давно и не является новой. На протяжении всего ХХ века и довольно часто отмечались различные аномалии: усиление или ослабление течения либо температурные аномалии, причем два этих процесса, как было показано российскими учеными, довольно тесно связаны друг с другом. Например, еще в советские времена сотрудником ГОИНа Г.И. Барышевской отмечалось, что в Гольфстриме расход массы может изменяться почти вдвое, в САТ — в 5-6 раз [1], причем количество тепла переносимого САТ вообще может меняться аж в 8 раз! И никто от этого не впадал в истерику.
В недавно опубликованной работе Уиллиса [5] представлен временной ряд среднемесячных значений меридиональной циркуляции океана в слое 0-1130 м на 41° с.ra шести долготах: 79°, 75°, 72°, 70°, 67° и 65° з.д. за период 1966-2010 гг. свидетельствуют, что каких-либо «катаклизмов» в поведении Гольфстрима за последние десятилетия не отмечается. В межгодовом ходе индекса Гольфстрима отчетливо проявляется значимый положительный тренд. Это означает, что интенсивность Гольфстрима за указанный период времени возрастала.
Теперь оценим межгодовую изменчивость плотности вод Лабрадорского течения и Гольфстрима. В качестве примера на рис. 2 представлен характерный график средних годовых значений плотности вод этих течений в слое от поверхности океана до глубины 300 м. Среднее многолетнее значение плотности ЛТ равно 1027,0 кг/м3, которой соответствует средняя температу-
ра близкая к нулю (0,8°С) и довольно низкая соленость (33,73%). Нетрудно видеть, что плотность ЛТ заметно выше плотности вод Гольфстрима, причем колебания плотности в ЛТ носят случайный характер, систематического уменьшения плотности, т.е. отрицательного тренда нет. В то же время в водах Гольфстрима отмечается статистически значимый отрицательный тренд в п лотности, т.е. отмечается ее систематическое уменьшение в о времени, обусловленное повышением температуры вод течения. Ка к видно из р ис. 2, в ряд ли даже в обозримом будущем ЛТ может сравняться по плотности с водами Гольфстрима и тем более «перекрыть движение Гольфстрима на север)». Поэ т ом у плотность Лабрадорского течения никогда не была и не будет «ключевыгмфактором благополучия мира».
Лабр 1 53 сш 53 зд ty = -0.0013x + 10271
——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————,
ГС4 40 сш 49 зд
Рис. 2. Межгодовой ход плотности воды основных потоков Лабрадорского течения и Гольфстрима в слое от поверхности океана до глубины 300 м.
Утверждение, что «последние спутниковые данные показывают исчезновение Северо-Атлантического течения, а вместе с ним и Норвежского» [3, с. 41] с физической точки зрения — это полный абсурд. Во-первых, «последние» спутниковые данные относятся к температуре поверхности океана 22.08.2010 г. Во-вторых, температура поверхности океана, прежде всего, отражает интенсивность процессов теплового взаимодействия в системе океан-атмосфера (коротковолновые и длинноволновые потоки солнечной радиации, испарение, турбулентный теплообмен и др.) и, стало быть, лишь косвенно характеризует изменчивость переноса (адвекции) тепла течениями. В-третьих, исчезновение Северо-Атлантического и Норвежского течений возможно только со «смертью» самого Гольфстрима. К тому же, если допустить «исчезновение» Северо-Атлантического и Норвежского течений, то как объяснить аномально теплую осень и начало зимы 2011/12 гг. почти на всей территории Европы, включая европейскую часть России? Но об этом чуть позже.
Читаем далее: «по спутниковым данным от 22.08.2010 г. видно, что средняя температура воды на севере Гольфстрима упала на 10 градусов по Цельсию по сравнению с докатастрофным 2009 годом» [3, с. 41]. Во-первых, из приводимых автором графиков температуры воды этого не видно, а, во-вторых, подобного рода аномалий за всю историю наблюдений в Гольфстриме не фиксировалось. Как известно, замечательным свойством циркуляции океана является ее высокая пространственновременная устойчивость. Если, например, мгновенное состояние атмосферы, отражаемое на ежедневных синоптических картах, бывает мало похожим на среднюю многолетнюю картину ее глобальной циркуляции, то в Мировом океане всегда существует одна и та же глобальная система главных течений с относительно мало меняющимся географическим положением и интенсивностью. Поэтому мгновенное состояние океана в главных своих чертах повторяет его среднюю климатическую циркуляцию.
Максимальные аномалии температуры в водах Гольфстрима редко превышают 1,5оС. Это наглядно видно из рис. 3, на котором в качестве примера дается меж-годовой ход аномалий среднемесячных значений температуры воды в нескольких 2-градусных квадратах. Действительно, на большем протяжении 2010 и 2011 гг. в Гольфстриме наблюдались отрицательные аномалии температуры, в основном не превышающие 1оС. Однако распределение их носит случайный характер, ибо подобного рода серии отмечались неоднократно, в том числе ранее аварии в Мексиканском заливе (апрель 2010 г.).
Вернемся к утверждению, что аномально холодные зимы последних лет в Европе -прямое следствие значительного ослабевания Гольфстрима, причем его исчезновение «приведёт к падению среднегодовой температуры континента на 9 градусов, Европа превратится в Сибирь» [3, с. 42].
После парочки примеров того, какие «жуткие» морозы» стояли зимой 2010/11 гг. в Англии и Германии, делается глобальный вывод: «началось катастрофическое изменение климата по обе стороны Северной Атлантики». Что касается жутких морозов, то некоторые «ученые» оракулы предрекали, что зима 2010/11 гг. вообще может стать самой суровой в Европе за последнюю тысячу лет. Но, как известно, в среднем для большинства районов Европы зима оказалась близкой к норме, хотя были как «жуткие» морозы, так и «жуткие» наводнения и
1027 5
1027
1026
1025.5
1025
Среда обитания
Terra Humana
оттєпєли. А огень и начало зимы 2011/12 гг. в°°6щє cтaлa экcтpeмaльно тєплой как на 6°льшєй части Европы, так и на Еврожй-жой тєррит°рии Pocchh.
і і і
II ji lJ lu , ii .
ul il, и ■ІП 1
Iff Iff 1 ÏI’T Il f ‘П 1 ir 11 ІІГ
і fig fj « іu ■ г
Рис. 3. Распределение среднемесячных аномалий температуры воды в двухградусных квадратах Гольфстрима с центрами 37° с.ш. 77° з.д. (а), 39 ° с.ш. 63 ° з.д. (б) и 40° с.ш. 49 ° з.д. (в) с января 1992 года по май 2011 года.
Например, за осень (сентябрь-ноябрь) 2011 г. в Санкт-Петербурге из 90 дней в течение 85 их них температура воздуха была существенно выше нормы, а остальные дни имели температуру около нормы. И не было ни одного дня, когда бы она опускалась заметно ниже нормы. Декабрь в Санкт-Петербурге также стал экстремально теплым, в отдельные дни были побиты исторические рекорды. Что стало причиной этого? Сочетание трех основных факторов: углубление Исландской депрессии, связанное с ней усиление зонального переноса воздушных масс и весьма длительное, начиная с лета
2011 г. аномально высокое теплосодержание Норвежского моря. Это способствовало очень интенсивному процессу циклогенеза, т.е. образованию мощных циклонических вихрей и углублению проходящих. Образно говоря, зональный перенос — это локомотив, который тащит за собой вагоны, т.е. циклоны. Вот и получилось, что циклоны следовали сразу друг за другом и поддерживали высокий температурный фон на европейской территории России (ЕТР). Если бы вдруг Норвежское течение «исчезло», и отсутствовал приток теплых вод САТ с юга, стал бы возможен интенсивный процесс циклогенеза? Думается, ответ очевиден.
Кроме того, не следует путать явления погоды с изменениями климата. Климат -это совокупность атмосферных условий за многолетний (несколько десятилетий) период, свойственных конкретному месту в зависимости от его географического положения. Поэтому приводя примеры экстремальных погодных явлений, давайте искать конкретные причины их формирования, а не будем все валить на Гольфстрим и делать из него «козла отпущения». Гольфстрим — всего лишь локальный элемент глобального климата, потепление которого, в том числе за счет высокой концентрации парниковых газов в атмосфере, трудно оспорить. А заметного уменьшения концентрации парниковых газов в атмосфере не предвидится. Поэтому в ближайшие годы практически невозможно падение среднегодовой температуры в Англии на 9 градусов и «превращение Европы в Сибирь».
Теперь несколько слов о крупномасштабной аварии нефтяной платформы «Бритиш петролеум» 20 апреля 2010 г. в Мексиканском заливе. Интернет просто переполнен комментариями на эту тему. Не остался в стороне и д-р Полеванов. По его мнению, данная авария ускорила процесс «исчезновения» Гольфстрима. В частности, «разлив нефти в Мексиканском заливе и массовое применение диспергентов повлияли на скорость течения Гольфстрим» [3, с. 41], в Мексиканском заливе образовалась закупорка внутренних течений, насос тёплых вод Гольфстрима остановился в самом начале — в Мексиканском заливе.
Безусловно, в Мексиканском заливе случилась беспрецедентная экологическая катастрофа, которая, возможно, окажет на природу влияние не меньшее, чем оказал Чернобыль. Это так. Но вот с выводом о том, что разлив нефти в Мексиканском заливе и массовое применение диспергентов повлияли на скорость течения Гольфстрим согласиться трудно.
-05
•1
-15
•2
Влияние нефти на физические процессы в океане носит двоякий характер. С одной стороны, на поверхности океана образуется тонкая пленка, которая препятствует испарению и турбулентному теплообмену с атмосферой. Стало быть, температура воды должна повышаться. Действительно, в верхней части Гольфстрима, до м. Хаттерас, в течение мая-июля 2010 г. отмечались положительные аномалии ТПО и возможно, это связано в определенной степени с нефтяной пленкой. Однако пленка под влиянием ветра, морского волнения, перемешивания и выпадения осадков быстро разрушается. С другой стороны, поскольку в толще воды океана образовались в больших количествах нефтяные сгустки, то они оказывают влияние на физические характеристики самой воды — вязкость, плотность и др., а также могут препятствовать теплообмену между слоями воды. Однако как они могут приводить к пространственной дифференциации в поле плотности и стало быть влиять на формирование течения — большой вопрос.
На рис. 4 приводится временной ход суточных расходов воды Флоридского течения за 1982-2011 гг., полученных на основе измерений подводным кабелем на широтном разрезе 27° с.ш., которые находятся в свободном доступе на веб-сайте Атлантической океанографической и метеорологической лаборатории (AOML) и финансируются Офисом климатических наблюдений NOAA. Черным цветом выделен период с 27 апреля 2010 г. после аварии на нефтяной платформе. Нетрудно видеть, что какие-либо значительные изменения в колебаниях расходов воды после аварии не обнаруживаются. Из 614 последующих суток в течение 50 дней расходы были выше нормы, а в течение 158 суток — ниже нормы. В результате расход воды с мая 2010 г. в среднем оказался несколько ниже нормы. Однако сравнение средних значений расходов до и после 27 апреля 2010 г. показало, что расхождение между ними статистически незначимо.
Итак, совершенно очевидно, что чем больше (меньше) воды поступает в Мексиканский залив благодаря пассатному течению, тем больше (меньше) ее должно вытекать из Флоридского пролива. И никакие разрывы в локальном течении залива Loop Current, от которого отделился большой водоворот и оно, по мнению д-ра Зангари, перестало нормально течь, не меняют сути дела! Физические законы -это не политические манипуляции, которыми можно жонглировать как угодно. И их надо знать, если писать о физических процессах!
Рис. 4. Временнойход суточных значений расхода Флоридского течения за 1982-2011 гг.
Черным цветом выделен период с 27 апреля 2010 г. (авария в Мексиканском заливе).
И последнее. По мнению д-ра Полева-нова, «Россия кли мати ч е с к и выигрывае т от изменения теч ения и п рир оды о стан овки Гольфстрима!» [4, с. 15]. Объяснение автора простое. В 1995 году средняя урожайность зерновых в России была 10,1 ц/га. И хотя «власти России палец о палец не ударили, загубив химизацию, орошение, удобрения и т.д.», тем не менее, урожайность росла, составив в 2008 г. 23,0 и в 2009 г. 20,6 ц/га. Гольфстрим в эти годы только начал барахлить! Но даже это смягчение климата дало такой эффект!»
Очень странная логика! Вернее, ее отсутствие. Напомним, автором утверждается, что остановка Гольфстрима приведёт «к падению среднегодовой температуры континента на 9 градусов». Неужели при этом будет происходить «смягчение» климата в России? В Оценочном докладе, подготовленном Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды за 2007 год (Режим доступа: http://www.meteorf.ru.) четко утверждается, что для России в целом в течение ХХ-го столетия потепление составило около 1,0°С/100 лет, причем за последние 30 лет — 0,43°С/10 лет, что почти в 2 раза превышает рост температуры воздуха в северном полушарии. При этом наиболее интенсивно потепление проявляется в Европейской части России, где за последние 30 лет повышение среднегодовых температур составило 0,48°С/10 лет.
На рис. 5 представлено распределение значимых трендов на ЕТР для средней годовой температуры воздуха за период интенсивного потепления, полученных по данным большего числа станций (п = 38) [2]. Можно видеть, что для ЕТР характерна тенденция к повышению тренда с востока на запад. При этом максимальный рост ПТВ (Тг = 0,7°С/10 лет) отмечается в южной части Среднерусской возвышенности Среднем Заволжье, а наименьший рост температуры (Тг < 0,4°С/10 лет) отмечается на крайнем
Среда обитания
Terra Humana
северо-востоке — в Малоземельской тундре и нижнем течении Печоры и в предгорьях Кавказа. По нашим оценкам в целом для ЕТР тренд в температуре воздуха равен
0,53 °С/10 лет. Кстати, рост температуры на территории России продолжается.
Рис. 5. Пространственное ■распределение значений линейного тренда среднегодовой температуры воздуха на Европейской территории России за 1976-2006 гг. в °С/10 лет.
Естественно, что рост температуры довольно сильно сказался на продолжительности вегетационного период а, который увеличился на одну-две недели. Кроме того, расширился ареал посева зерновых культур в сторону северных районов. Многие ученые, особенно за рубежом, связывают потепление климата с экспоненциальным ростом углекислого газа. Однако для нас принц ипиально важно то, что рост концентрации углекислого газа в атмосфере повышает’ интенсивность биопродуктивности растений!, а следовательно, и/ рост урожайности зерновых.
Итак, что имеем в сухом остатке?
1. Гольфстрим жил, жив и будет жить, пока здравствует пассатная циркуляция над Атлантическим океаном. Каких-либо «катаклизмов» в поведении Гольфстрима за последние десятилетия не отмечается.
В частности, нет и в помине ослабления Гольфстрима. Более того, начиная с 2000 г. отмечается усиление меридиональной циркуляции. Благополучно существуют и продолжения Гольфстрима — Северо-Атлантическое и Норвежское течения, приносящие к европейскому континенту огромные массы теплой воды.
2. Лабрадорское течение — поверхностное течение. Никакой «вертикальной стенки» в месте встречи его с САТ не может быть! Поэтому ни о каком «поднырива-нии» или «выныривании» на поверхность океана, тем более у берегов Испании, речи нет. В дельте Гольфстрима Лабрадорское течение прекращает свое существование в результате интенсивного турбулентного перемешивания с водами несравнимо более мощного САТ.
3. Плотность Лабрадорского течения заметно выше плотности вод Гольфстрима, причем колебания плотности в Лабрадорском течении носят случайный характер, систематического уменьшения плотности, т.е. отрицательного тренда нет. Поскольку даже в обозримом будущем Лабрадорское течение не может сравняться по плотности с водами Гольфстрима, то плотность Лабрадорского течения никогда не была и не будет «ключевым фактором благополучия мира».
4. Гольфстрим — это локальный элемент глобального климата, однако влияние его на климат Северной Атлантики, Европы и Северного Ледовитого океана трудно переоценить. Потепление глобального климата в последние десятилетия, в том числе за счет высокой концентрации парниковых газов в атмо сфере, трудно оспорить. Поэтому падение в ближайшие годы среднегодовой температуры в Англии на 9 градусов, «превращение Европы в Сибирь» и, как следствие, наступление в Европе нового ледникового периода практически невозможно.
5. Повышение средней урожайности зерновых; в России в последние годы, исключая сверхзасушливый 2010 г., связано с общим ростом температуры воздуха, который почти в 2 раза превышает ее рост в северном полушарии и экспоненциальным ростом концентрации в атмосфере углекислого газа, а отнюдь не с ослаблением Гольфстрима.
Список литературы:
[1]
[2]
Барышевская Г.И. Течения системы Гольфстрим и температурный режим Северной Атлантики. -Mi.: Гидрометеоиздат, 1990. — 141 с.
Крышнякова О.С. Малинин В.Н. Особенности потепления климата Европейской территории России в современных условиях // Общество. Среда. Развитие. — 2008, № 2. — С. 115-124.
[3] Полеванов В.П. Политическая климатология XXI века // Техника молодежи. — 2011, № 10. — С. 38-42.
[4] Полеванов В.П. Политическая климатология XXI века // Техника молодежи. — 2011, № 11. -С. 12-16.
[5] Willis J. K. Can in situ floats and satellite altimeters detect long-term changes in Atlantic Ocean overturning? // Geophysical research letters. — 2010, Vol. 37. — L06602, doi:10.1029/2010GL042372.
Что такое Гольфстрим?
Краткий ответ:
Гольфстрим — сильное океанское течение, которое переносит теплую воду из Мексиканского залива в Атлантический океан. Он простирается до восточного побережья США и Канады.
Гольфстрим — сильное океанское течение, которое переносит теплую воду из Мексиканского залива в Атлантический океан.Он простирается до восточного побережья США и Канады.
Гольфстрим — это океанское течение, несущее теплую воду вверх по восточному побережью Соединенных Штатов и Канады и далее в Западную Европу.
Это сильное течение теплой воды влияет на климат восточного побережья Флориды, поддерживая там более высокие температуры зимой и более прохладные летом, чем в других юго-восточных штатах. Поскольку Гольфстрим также простирается в сторону Европы, он также согревает страны Западной Европы.
Фактически, Англия находится примерно на таком же расстоянии от экватора, что и холодные регионы Канады, но в Англии гораздо более теплый климат. Если бы не теплая вода Гольфстрима, в Англии был бы гораздо более холодный климат.
Что вызывает Гольфстрим?
Гольфстрим вызван большой системой круговых течений и сильных ветров, называемой океаническим круговоротом . На Земле пять океанических круговоротов. Гольфстрим является частью Североатлантического субтропического круговорота.
На этой карте мира показаны пять круговоротов океана и их влияние на циркуляцию океана. Кредит: NOAA
.
Океан постоянно находится в движении, перемещая воду с места на место посредством течений. Гольфстрим приносит теплую воду из Мексиканского залива до Норвежского моря. По мере того, как входит теплая вода, более холодная и плотная вода опускается и начинает двигаться на юг, в конечном итоге стекая по дну океана вплоть до Антарктиды.
На этой анимации показано, как Гольфстрим посылает теплую воду в северную часть Атлантического океана, заставляя более холодную воду тонуть и двигаться на юг.Предоставлено: НАСА / Центр космических полетов Годдарда, Студия научной визуализации
.
Как давно мы знаем о Гольфстриме?
Мы знаем о Гольфстриме более 500 лет! В 1513 году испанский исследователь Понсе де Леон заметил, что в этом месте было сильное течение. Несколько лет спустя пилот корабля Понсе де Леона понял, что Гольфстрим может помочь ускорить путешествие из Мексики в Испанию.
В конце 18 века Бенджамин Франклин первым обозначил на карте путь Гольфстрима.
Карта Гольфстрима, созданная Бенджамином Франклином и Джеймсом Пупардом в 1786 году. Источник: Библиотека Конгресса
Как мы сегодня изучаем Гольфстрим?
Сегодня ученые могут изучать Гольфстрим сверху с помощью спутников. Например, спутники серии GOES-R — сокращение от Geostationary Operational Environmental Satellite-R — собирают информацию о температуре поверхности моря в Атлантическом океане.
Спутниковые изображения температуры поверхности моря позволяют с большой точностью показать путь теплого течения Гольфстрима.Знание температуры поверхности моря может дать ученым информацию о том, что происходит в океане и вокруг него. Изменения этой температуры могут повлиять на поведение рыб, вызвать обесцвечивание кораллов и повлиять на погоду на побережье.
Вид со спутника на Гольфстрим из космоса. Это изображение, полученное со спутника NOAA GOES-East, показывает температуру поверхности моря в водах, окружающих Соединенные Штаты. Теплая вода Гольфстрима показана у побережья Флориды оранжевым и красным цветом.Предоставлено: блог CIMSS
.
Гольфстрим | океанское течение
Полная статья
Гольфстрим , теплое океанское течение, текущее в Северной Атлантике к северо-востоку от побережья Северной Америки между мысом Хаттерас, Северная Каролина, США, и Гранд-Банксом Ньюфаундленда, Кан. В популярной концепции Гольфстрим также включает Флоридское течение (между Флоридским проливом и мысом Хаттерас) и Западный ветер (к востоку от Большого берега).
Гольфстрим является частью общей системы течений, вращающихся по часовой стрелке в Северной Атлантике. Он питается западным течением Северного экваториального течения, движущимся из Северной Африки в Вест-Индию. У северо-восточного побережья Южной Америки это течение разделяется на Карибское течение, которое переходит в Карибское море и через канал Юкатан в Мексиканский залив, и на Антильское течение, которое течет к северу и востоку от Вест-Индии. . Карибское течение вновь впадает в Атлантику через Флоридский пролив между островами Флорида-Кис и Кубой, образуя Флоридское течение.Отраженное на северо-восток затопленным Большим Банком Багамы к юго-востоку от полуострова Флорида, это быстрое течение присоединяется к течению Антильских островов и течет примерно параллельно восточному побережью Соединенных Штатов примерно до мыса Хаттерас. Здесь путь Гольфстрима становится извилистым, когда отрываются огромные водовороты теплой воды. Часть Гольфстрима образует противотечение, которое течет на юг, а затем на запад. Противотечение присоединяется к Гольфстриму со стороны моря вдоль побережья Флориды и Каролины.
Основная часть Гольфстрима продолжается на север, отклоняясь все дальше на восток и проходя недалеко от Гранд-Бэнкс, к югу от Ньюфаундленда, где она разделяется на вихревые течения. Некоторые из этих водоворотов текут к Британским островам и норвежским морям и образуют Североатлантическое течение (или Дрейф). Большее количество течет на юг и восток, либо становясь частью направленного на запад противотечения, либо присоединяясь к Канарскому течению.
История научных исследований
Гольфстрим впервые описал испанский мореплаватель и исследователь Хуан Понсе де Леон в начале 16 века.В конце 1700-х Бенджамин Франклин составил карту течения. В 1844 году Береговая и геодезическая служба США начала систематические исследования потока. Концентрированные современные усилия были начаты только в начале 1930-х годов, когда был запущен кеч Atlantis Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Одной из трудностей научного изучения Гольфстрима является его чрезвычайно сложный состав.Это не простая лента движущейся воды, а, скорее, сложная сеть течений, которые имеют тенденцию со временем менять курс, исчезать, а затем снова появляться и образовывать водовороты по краям. Сегодня орбитальные космические спутники используются для нанесения на карту пути Гольфстрима. Спутники оснащены датчиками, которые могут обнаруживать изменения температуры и цвета, чтобы отслеживать изменения поверхности течения.
Механизм и физические характеристики
Большая часть вод, которые сначала входят в систему Гольфстрима, были перемещены на запад через Атлантику Северо-восточными пассатами.В Карибском бассейне и Мексиканском заливе течение постепенно сужается, и его скорость увеличивается до более чем 3,5 узлов (4 миль [6,5 км] в час), когда оно проходит через Флоридский пролив. Объем потока здесь был измерен в 1 060 000 000 кубических футов (30 000 000 кубических метров) в секунду, что во много сотен раз больше, чем у реки Миссисипи. Поворачивая на север между Флоридой и Багамами, Флоридское течение течет на глубине около 2600 футов (790 м), а затем следует по континентальному склону за краем шельфа.У мыса Хаттерас скорости постепенно уменьшаются примерно до одного узла.
В западной части Атлантического океана темно-синяя вода течения с ее более высокой температурой и соленостью легко отличима от окружающих вод, особенно вдоль ее четко выраженной западной окраины. Восточный край постепенно перемещается в сторону моря по мере того, как течение движется на север. Вода между течением и материковой частью Северной Америки с ее более низкой соленостью и температурой образует границу, известную как Холодная стена.Эта вода, лежащая над континентальным шельфом, часто имеет южный поток, противоположный течению Флориды.
У побережья Соединенных Штатов система Гольфстрима отделяет относительно теплые и соленые воды Саргассова моря в среднеатлантическом регионе от более холодных вод на западе и севере. Зимой, например, средняя температура поверхности Гольфстрима у побережья Новой Англии может быть на 20 ° F (11 ° C) выше, чем у поверхности воды, всего в 150 милях (240 км) к северо-западу, хотя температура ниже 10 ° C. ° F (6 ° C) изменение температуры поверхностных вод на расстоянии 1000 миль (1600 километров) к юго-востоку.
За мысом Хаттерас Гольфстрим расширяется и уходит в более глубокие воды. Там он пересекает Западное пограничное подводное течение, состоящее из холодной, текущей на юг воды, которая опускается на значительные глубины в окрестностях Гренландии. Примерно в 1500 миль (2400 км) к северо-востоку от мыса Хаттерас, в районе Гранд-Банкс, теплые воды Гольфстрима приближаются к холодному, текущему на юг Лабрадорскому течению. Контакт холодного влажного воздуха, движущегося над Лабрадорским течением, с теплыми поверхностными водами Гольфстрима вызывает обширную конденсацию.Из-за этих климатических условий в этом регионе наблюдается один из самых высоких уровней тумана в мире.
Двигаясь дальше в Северную Атлантику, течение становится мельче и начинает распадаться на извилистый узор из разъединенных нитей, текущих в одном и том же общем направлении. Большая часть первоначальной силы тока к этому времени рассеяна, и импульс создается в основном западными ветрами. Часть воды здесь отводится на юг, в район Саргассова моря.Ближе к середине океана Североатлантическое течение разделяется. Одна ветвь движется на юго-восток и юг как относительно прохладное Канарское течение, протекающее через Пиренейский полуостров и северо-западную Африку. Другая ветвь (баланс Североатлантического течения) движется к северо-западу Европы.
NWS JetStream — Ocean Circulations
В январе 1992 года контейнеровоз возле международной линии перемены дат, направлявшийся из Гонконга в Такому, Вашингтон, потерял 12 контейнеров во время сильного шторма.В одном из этих контейнеров хранилось 29 000 игрушек для ванн. Десять месяцев спустя первая из этих пластиковых игрушек начала вымываться на побережье Аляски. Под воздействием ветра и океанских течений эти игрушки продолжают выбрасывать на берег в течение следующих нескольких лет, а некоторые даже дрейфуют в Атлантический океан.
Основной причиной мировых поверхностных океанских течений является солнце. Нагревание Земли солнцем привело к образованию полупостоянных центров давления у поверхности. Когда ветер дует над океаном вокруг этих центров давления, поверхностные волны генерируются за счет передачи части энергии ветра в форме импульса от воздуха к воде.Этот постоянный толчок на поверхности океана и есть сила, которая формирует поверхностные течения.
Обучающий урок: как это делается в настоящее время
Основные течения у берегов континентов.
Во всем мире течения имеют некоторое сходство. Например, вдоль западных берегов континентов течения текут к экватору в обоих полушариях.
Основные течения у берегов континентов
Эти потоки называются холодными, поскольку они переносят прохладную воду из полярных регионов в тропические регионы.Холодное течение у западного побережья США называется Калифорнийским течением.
Точно так же верно и обратное. Вдоль восточного побережья континентов течения текут от экватора к полюсам. Их называют тёплыми течениями, так как они приносят на север теплые тропические воды. Гольфстрим у юго-восточного побережья США — одно из самых сильных течений, известных в мире, со скоростью воды до 3 миль в час (5 км в час).
Океанские течения окажут огромное влияние на долгосрочную погоду в любом месте.Например, из-за Гольфстрима общая температура в Норвегии и на Британском острове зимой примерно на 18 ° F (10 ° C) выше, чем в других городах, расположенных на той же широте.
Достигните максимума! Поддержание актуальности
В то время как океанские течения представляют собой циркуляцию на мелководье, существует глобальная циркуляция, которая простирается до глубин моря и называется Великим океаническим конвейером . Также называемая термохалинной циркуляцией, она обусловлена различиями в плотности морской воды, которая регулируется температурой (термальная) и соленостью (халин).
В северной части Атлантического океана, когда поверхностные воды текут на север, они значительно охлаждаются. Когда вода охлаждается до точки, в которой образуется морской лед, «соли» извлекаются (что означает, что морской лед — это пресноводный лед). Извлеченные «соли» делают воду под морским льдом более плотной, заставляя ее опускаться на дно океана.
Изучение урока: это чувство опускания
Конвейерный пояс Великого океана — синий цвет представляет глубокое холодное и более соленое течение воды, а красный цвет указывает на более мелкое и более теплое течение.
Это движение приводит в движение медленно текущее на юг глубоководное течение. Маршрут течения проходит через Атлантический бассейн вокруг Южной Африки и в Индийский океан, а затем через Австралию в бассейн Тихого океана.
Если вода в северной части Атлантического океана опускается, она должна подняться где-то еще. Этот апвеллинг довольно распространен. Однако образцы воды, взятые по всему миру, показывают, что большая часть апвеллинга происходит в северной части Тихого океана.
Подсчитано, что после того, как вода в северной части Атлантического океана опускается вниз, проходит 1000–1200 лет, прежде чем эта глубокая, соленая придонная вода снова поднимется до верхних уровней океана.
Конвейерный пояс Великого океана — синий цвет представляет глубокое холодное и более соленое течение воды, а красный цвет указывает на более мелкое и более теплое течение.
Тропа Гольфстрима
Гольфстрим, расположенный вдоль восточного побережья США, представляет собой быстрое и интенсивное течение, известное как течение на западной границе. Эти течения расположены на западной стороне каждого океанского бассейна.Гольфстрим является результатом ветрового режима, действующего на большей части северной части Атлантического океана. Сочетание пассатов (10 ° — 25 ° с.ш.), дующих на запад, и западных ветров (35 ° — 55 ° с.ш.), дующих на восток, заставляет Северную Атлантику вращаться по часовой стрелке. Этот широкий бассейн, направленный по часовой стрелке, называется Субтропическим круговоротом. Из-за вращения Земли направленный к полюсу поток в западной части Атлантического океана ограничен узким течением на западной границе океанического бассейна. Это Гольфстрим.В то время как западные пограничные течения существуют во всех основных океанических бассейнах, эти два течения в Северном полушарии (включая течение Куросио в Тихом океане) лучше развиты и более интенсивны, чем их аналоги в Южном полушарии.
Под пассатом широкое медленное Северное Экваториальное течение течет на запад. Когда течение приближается к Карибскому морю, вода течет по многочисленным каналам Антильских и Карибских островов, а также через канал Юкатан, где оно сужается и набирает силу, а затем петлей впадает в Мексиканский залив.Здесь мы впервые можем наблюдать организованный поток на спутниковых снимках. Этот поток входит в Мексиканский залив в проливе Юкатан и выходит из залива у Флоридского пролива. Течение обычно называют петлевым течением, когда оно находится в Мексиканском заливе, и Флоридским течением, когда оно выходит из залива между Флоридой и Кубой.
Вдоль восточного побережья Флориды течение питается Антильским течением, и поток, теперь называемый Гольфстримом, течет параллельно побережью до мыса Хаттерас, где он покидает побережье и входит в более глубокие воды.Находясь на большой глубине, поток часто образует на своем пути большие извилины или изгибы. Примерно на высоте 50 ° з.д. Гольфстрим разделяется на несколько течений, самое большое из которых — Североатлантическое течение. Затем Североатлантическое течение питает как Норвежское течение, которое переносит воду на север вдоль западного побережья Европы, так и Канарское течение, которое течет к экватору на восточной стороне Атлантики и в конечном итоге впадает в Северное экваториальное течение. Эти течения обозначены красным на рисунке ниже: Гольфстрим (GS), Североатлантическое течение (NAC), Норвежское течение (NOR), Канарское течение (CC).
К северу от Субтропического круговорота находится Субполярный круговорот. Субполярный круговорот, который течет против часовой стрелки, состоит из гораздо более холодной воды, чем в субтропическом круговороте.
Поскольку Североатлантическое течение разделяется на множество более мелких течений, некоторые из этих более мелких течений текут в сторону Гренландии и встречаются с направленным на юг Восточно-Гренландским течением (EG).Затем этот поток встречается с Западно-Гренландским течением (WG), образуя Лабадорское течение (LAB), которое снова впадает в Североатлантическое течение. Вместе все эти потоки составляют Субполярный круговорот.
Перенос Гольфстрима
Перенос Флоридского течения составляет примерно 30 свердрупов (Зв). Одна Свердруп — это миллион кубометров воды в секунду! Перенос Гольфстрима увеличивается до 85 Зв около мыса Хаттерас, достигает пика на 150 Зв около 65 ° з.д., затем уменьшается к востоку от 65 ° з.д.
Помимо Антильского течения, одной из основных причин того, что Гольфстрим увеличивает переносимость между Флоридой и 65 ° з.д. и уменьшается ниже по течению 65 ° з.д., является круговорот рециркуляции. Как показано на рисунке ниже, вода покидает Гольфстрим ниже 65 ° з.д. и входит в Саргассово море. Эта вода рециркулирует по часовой стрелке через Саргассо и в конечном итоге снова попадает в Гольфстрим. Этот поток известен как круговорот рециркуляции.
Гольфстрим — обзор
Гречка в разные периоды (исторические предположения)
Европу «нагревает» Гольфстрим.Это способствовало распространению сельского хозяйства в северных регионах Восточной Европы с очень длинными днями в начале лета, где была создана точка опоры для фотопериодических нейтральных генотипов и сельскохозяйственных культур.
Сельское хозяйство пришло в Европу с юга. Однако в Восточной Европе лес, соединяющий юг со степью, контролировался различными сменяющими друг друга кочевыми племенами. Некоторые из них основали города, окруженные сельскохозяйственными анклавами. Другие же были против «увечья» красивых природных пастбищ плугом.Содержание кочевого скота было одним из самых сложных видов деятельности человека, требующим знаний в области медицины и ветеринарии, способности реагировать на изменения, в том числе сезонные (с лета на зиму), а также умения охотиться и защищать свои стада от хищников и соседей. Эти прирожденные воины часто воспринимали странных фермеров как законную добычу: работорговля процветала до включения северного побережья Черного моря в состав Российской империи в 18 веке, после чего у фермеров появилась возможность массово селиться и пахать степь. чернозем; в результате Россия станет ведущим экспортером сельскохозяйственной продукции в мире в течение следующих полутора веков.
Спустя более 200 лет после поселения кочевых племен в 13 веке между Тихим и Атлантическим океанами образовалась огромная связь управляемого пространства, которое также включало Москву в качестве подчиненной территории. После распада кочевой империи (Золотой Орды) Москва постепенно объединила территории Российской империи, где половина дворян имела кочевое происхождение (Гумилев, 2006).
Около 1000 лет назад сельское хозяйство зародилось на границе леса и степи и глубоко проникло в лесную зону (на северо-востоке Днепра, в сторону современной Москвы).Не все культуры выдержали испытание, но рожь и гречка оказались наиболее подходящими. В этом «северном котле» постепенно формировались наиболее раннеспелые и фотопериодически нейтральные популяции гречихи, преодолевшие «малый ледниковый период», пик которого приходился на рубеж 16-17 веков, когда было 7 лет подряд. неурожая, после которого наступили «смутные времена», то есть крах государства и иностранная интервенция. Восстановление государства стало возможным благодаря усилиям как людей, организовавших Ополчение, выбившее оккупантов из Москвы, так и потеплению климата (особенно летней погоды).Однако значительное потепление климата началось только в 20 веке. Продолжительный безморозный период отразился на морфотипе новых сортов гречихи.
В течение последних нескольких столетий общей тенденцией было постепенное снижение доли гречихи среди зерновых культур. Этому способствовало распространение картофеля, который также является щелочной пищей, помимо квашеной капусты и ржаного хлеба. Из-за сравнения с рожью русские авторы считали гречку теплолюбивой культурой и хорошо усваиваемой пищей (кашей), тогда как восточные авторы (по сравнению с рисом) считали ее морозостойкой и трудноперевариваемой культурой. переваривать пищу.
9.2 Гольфстрим — Введение в океанографию
Основным поверхностным течением вдоль восточного побережья США является Гольфстрим, который впервые был нанесен на карту Бенджамином Франклином в 18 веке (рис. 9.2.1). Будучи сильным и быстрым течением, он сокращал время плавания для судов, следующих из Соединенных Штатов обратно в Европу, поэтому моряки использовали термометры, чтобы определять местонахождение теплой воды и оставаться в пределах течения.
Рисунок 9.2.1. Оригинальная карта Гольфстрима Бенджамина Франклина (общественное достояние, через Wikimedia Commons).
Гольфстрим образуется в результате слияния Североатлантического экваториального течения, приносящего тропические воды с востока, и Флоридского течения, которое приносит теплую воду из Мексиканского залива. Гольфстрим забирает эту теплую воду и переносит ее на север вдоль восточного побережья США (рис. 9.2.2). Как западное пограничное течение, Гольфстрим испытывает западное усиление (участок 9.4), делая течение узким (ширина 50-100 км), глубоким (до глубины 1,5 км) и быстрым. При средней скорости 6.4 км / час, а максимальная скорость около 9 км / час, это самое быстрое течение в мировом океане. Он также переносит огромное количество воды, более чем в 100 раз превышающее совокупный сток всех рек на Земле.
Рисунок 9.2.2 Карта температуры поверхности моря, иллюстрирующая Гольфстрим. Более теплая вода отображается красным цветом, более холодная — синим и фиолетовым. Изгибы и водовороты видны там, где течение движется на северо-восток (НАСА, общественное достояние через Wikimedia Commons).
По мере того, как Гольфстрим приближается к Канаде, течение становится шире и медленнее, поскольку поток рассеивается и встречает холодное Лабрадорское течение, приближающееся с севера. В этот момент ток начинает изгибаться или переходить от быстрого прямого к более медленному циклическому току (рис. 9.2.2). Часто эти меандры петляют настолько сильно, что они отщипывают и образуют большие вращающиеся водные массы, называемые кольцами или вихрями , которые отделяются от Гольфстрима. Если водоворот отрывается от северной стороны Гольфстрима, он захватывает массу теплой воды и перемещает ее на север, в окружающую холодную воду Северной Атлантики.Эти теплых ядерных колец представляют собой мелкие водные массы в форме чаши глубиной около 1 км и диаметром около 100 км, которые вращаются по часовой стрелке, неся теплую воду в Северную Атлантику (рис. 9.2.3). Если меандры выклиниваются на южной границе Гольфстрима, они образуют колец холодного ядра , которые вращаются против часовой стрелки и движутся к югу. Кольца холодных ядер представляют собой водные массы конической формы, простирающиеся до глубины более 3,5 км и шириной более 500 км на поверхности.
Рисунок 9.2.3 Образование теплых и холодных колец ядра из меандров в Гольфстриме. По мере того, как Гольфстрим течет на северо-восток (1), он начинает изгибаться по мере замедления, образуя расширения теплой или холодной воды по обе стороны от течения (2). Если меандры отщипывают расширения, они задерживают карманы с теплой или холодной водой (3), которые могут отделиться от Гольфстрима и отправиться на север или юг. Кольца с теплым сердечником вращаются по часовой стрелке, а кольца с холодным сердечником вращаются против часовой стрелки (4) (PW).
После того, как Гольфстрим встречается с холодным Лабрадорским течением, он присоединяется к Североатлантическому течению, которое переносит теплую воду в Европу, где она смягчает европейский климат.По оценкам, из-за Гольфстрима в Северной Европе на 9 90 301 o 90 302 ° C теплее, чем ожидалось, а теплая вода помогает держать многие порты Северной Европы незамерзающими зимой.
На востоке Гольфстрим сливается с Саргассовым морем, которое является областью океана в центре вращения североатлантического круговорота. Саргассово море получило свое название от больших плавающих матов морских водорослей Sargassum , которые в изобилии встречаются на поверхности (рис.9.2.4). Эти маты Sargassum могут играть важную роль на ранних этапах жизни морских черепах, которые могут жить и питаться в водорослях в течение многих лет, прежде чем достичь взрослого возраста.
Рисунок 9.2.4 Карта Саргассова моря (слева) и фотография саргассовых водорослей крупным планом (справа) (карта USFWS; фото Богдана Джуцкэ; общественное достояние через Wikimedia Commons).
Гольфстрим в Атлантическом океане Обзор
Гольфстрим — это сильное, быстро движущееся теплое океанское течение, берущее начало в Мексиканском заливе и впадающее в Атлантический океан.Он составляет часть Североатлантического субтропического круговорота.
Большая часть Гольфстрима классифицируется как западное пограничное течение. Это означает, что это течение, поведение которого определяется наличием береговой линии — в данном случае восточной части Соединенных Штатов и Канады — и находится на западном краю океанического бассейна. Западные пограничные течения обычно очень теплые, глубокие и узкие течения, которые переносят воду из тропиков к полюсам.
Гольфстрим был впервые обнаружен в 1513 году испанским исследователем Хуаном Понсе де Леоном и затем широко использовался испанскими кораблями, когда они путешествовали из Карибского моря в Испанию.В 1786 году Бенджамин Франклин составил карту течения, что еще больше расширило его использование.
Путь Гольфстрима
Поскольку эти области часто очень узкие, ток может сжиматься и набирать силу. При этом он начинает циркулировать в теплых водах Мексиканского залива. Именно здесь Гольфстрим становится официально видимым на спутниковых снимках, поэтому говорят, что течение берет свое начало в этой области.
Как только он наберет достаточную силу после циркуляции в Мексиканском заливе, Гольфстрим затем двинется на восток, присоединится к Антильскому течению и покидает этот район через Флоридский пролив.Здесь Гольфстрим — мощная подводная река, которая переносит воду со скоростью 30 миллионов кубометров в секунду (или 30 свердрупов). Затем он течет параллельно восточному побережью Соединенных Штатов, а затем впадает в открытый океан около мыса Хаттерас, но продолжает двигаться на север. Течение в этой более глубокой океанской воде, Гольфстрим является самым мощным (около 150 Свердрупов), образует большие меандры и разделяется на несколько течений, крупнейшим из которых является Североатлантическое течение.
Затем Североатлантическое течение течет дальше на север, питает Норвежское течение и перемещает относительно теплую воду вдоль западного побережья Европы.Остальная часть Гольфстрима впадает в Канарское течение, которое движется вдоль восточной стороны Атлантического океана и обратно на юг к экватору.
Причины Гольфстрима
Северная ветвь Гольфстрима, Североатлантическое течение, более глубокое и вызвано термохалинной циркуляцией, возникающей из-за разницы в плотности воды.
Воздействие Гольфстрима
Наибольшее влияние Гольфстрим на климат наблюдается в Европе.Поскольку он впадает в Североатлантическое течение, он тоже нагревается (хотя на этой широте температура поверхности моря значительно снижается), и считается, что он помогает поддерживать такие места, как Ирландия и Англия, намного теплее, чем они были бы в противном случае. высокая широта. Например, средний минимум в Лондоне в декабре составляет 42 ° F (5 ° C), а в Сент-Джонс, Ньюфаундленд, средний уровень составляет 27 ° F (-3 ° C). Гольфстрим и его теплые ветры также несут ответственность за то, чтобы северное побережье Норвегии было свободным ото льда и снега.
Теплые температуры поверхности моря Гольфстрима не только поддерживают мягкость во многих местах, но и способствуют формированию и усилению многих ураганов, проходящих через Мексиканский залив. Кроме того, Гольфстрим важен для распространения диких животных в Атлантике. Воды у побережья Нантакета, штат Массачусетс, например, невероятно биоразнообразны, потому что присутствие Гольфстрима делает его северной границей для разновидностей южных видов и южной границей для северных разновидностей.
Будущее Гольфстрима
Имеются свидетельства того, что Гольфстрим ослабевает и замедляется, и растет беспокойство по поводу того, какое влияние такое изменение окажет на мировой климат. Некоторые отчеты предполагают, что без Гольфстрима температура в Англии и северо-западной Европе может упасть на 4-6 ° C.
Это самые драматические предсказания будущего Гольфстрима, но они, а также сегодняшние климатические модели, окружающие течение, показывают его важность для жизни во многих местах по всему миру.
.
No related posts.