Таяние льдов усилит турбулентность в полярных океанах

Международная группа учёных из Центра климатической физики IBS в Южной Корее представила исследование, показывающее, что глобальное потепление и сокращение площади морского льда приведут к значительному усилению турбулентности и горизонтального перемешивания вод в Северном Ледовитом и Южном океанах.

Сравнение снимков FSLE Северного Ледовитого океана из двух симуляций за март. Более яркие области (высокий FSLE) указывают на более интенсивное горизонтальное перемешивание. Левая панель: современные условия; правая панель: будущие условия при учетверении содержания CO₂ в атмосфере. Автор: Йи Гюсок. Институт базовых наук. Базовая карта: NASA Blue Marble

Исследователи использовали ультравысокое разрешение в климатической модели CESM-UHR на суперкомпьютере Aleph. Они смоделировали три сценария: современный уровень CO₂, двукратное и четырёхкратное увеличение концентрации углекислого газа.

Анализ показал, что в будущем мезомасштабное горизонтальное перемешивание (MHS) значительно усилится. Этот процесс, аналогичный растягиванию жидкости на тонкие полосы, играет ключевую роль в распределении тепла, питательных веществ, планктона, а также в распространении икры и личинок рыб и загрязняющих веществ, таких как микропластик.

Сравнение снимков FSLE Северного Ледовитого океана из двух симуляций за сентябрь. Более яркие области (высокий FSLE) указывают на более интенсивное горизонтальное перемешивание. Левая панель: современные условия; правая панель: будущие условия при учетверении содержания CO₂ в атмосфере. Автор: Йи Гюсок. Институт базовых наук. Базовая карта: NASA Blue Marble

В Северном Ледовитом океане исчезновение льда увеличивает механическую энергию, передаваемую ветром воде, что усиливает течения и турбулентность. В антарктическом регионе усиление MHS связано с опреснением прибрежных вод из-за таяния льда, что усиливает градиент плотности и подстёгивает такие течения, как Антарктическое склоновое течение.

«Горизонтальное перемешивание — ключевой фактор для переноса личинок рыб. При умеренных значениях этот процесс соединяет популяции, увеличивая генетический обмен. Однако в будущем усилившееся перемешивание может уносить личинки в непригодные для выживания районы», — отмечает профессор Ли Джун-Йи, соавтор исследования.

Учёные подчёркивают, что усиление турбулентности вызовет серьёзные изменения в морских экосистемах и распространении загрязнений, что требует дальнейших исследований.