Шторма в Южном океане поглощают больше тепла, чем предсказывают климатические модели

Интенсивные шторма, проносящиеся над Южным океаном, позволяют ему поглощать больше тепла из атмосферы. Новое исследование Гётеборгского университета показывает, что современные климатические модели недооценивают, как шторма перемешивают океан, что делает будущие прогнозы климата менее надёжными.

Снимок со спутника, показывающий шторма над Южным океаном 4 января 2019 года. Изображение: NASA Worldview Snapshot (NASA Earthdata). Автор: NASA Worldview Snapshot

Южный океан — это обширная акватория, окружающая Антарктиду, которая регулирует климат Земли, перемещая тепло, углерод и питательные вещества по мировому океану. Он оказывает критически важную услугу для климата, поглощая более 75% избыточного тепла, генерируемого человечеством в глобальном масштабе. Способность Южного океана смягчать потепление зависит от того, насколько эффективно он может поглощать тепло из атмосферы.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geoscience, учёные из Гётеборгского университета показывают, что шторма играют ключевую роль в контроле над тем, как Южный океан обменивается теплом с атмосферой. Команда обнаружила, что сильные ветра взбалтывают океан, поднимая более холодные глубинные воды вверх и опуская более тёплые поверхностные воды вниз. Поверхность остаётся более прохладной и может поглотить больше тепла из атмосферы.

Автономный надводный аппарат Wave Glider, сыгравший ключевую роль в исследовании. Автор: Сэм Фредрикссон

Шторма понижают температуру поверхности

«Наше исследование показывает, что летние периоды с более сильной штормовой активностью приводят к более низким температурам поверхности по всему Южному океану. Следовательно, штормовой океан может поглотить больше тепла из атмосферы, чем в спокойную погоду», — говорит Марсель дю Плесси, исследователь в области океанографии Гётеборгского университета и ведущий автор исследования.

Количество тепла, которое океан поглощает из атмосферы, влияет на всё: от температуры на суше до площади морского льда и интенсивности морских тепловых волн.

Исследовательская группа изучала штормовые паттерны вокруг Антарктиды за последние несколько десятилетий и теперь может связать изменения в интенсивности штормов и их ветровой активности с изменениями в нашем климате и атмосферной циркуляции. В целом наблюдается, что шторма становятся сильнее из-за увеличения разницы атмосферного давления между Антарктидой и субтропиками.

Климатические модели неточны

Современные климатические модели, лежащие в основе прогнозов, используемых для выработки политики, как правило, недооценивают силу штормов в Южном океане и, как следствие, моделируют чрезмерно тёплый океан.

«Вот почему наши выводы важны, потому что лучшее представление штормовых процессов необходимо для более точных прогнозов будущего климата», — говорит дю Плесси.

Проведение исследований в Южном океане сложно, сопряжено с трудностями и затратно. В исследовании учёные использовали комбинацию передовых автономных подводных и надводных роботов, которые измеряли температуру и солёность океана, а также атмосферные условия над волнами. Они объединили результаты этих роботизированных наблюдений с многолетними данными моделей и спутников, чтобы разобраться в этих сложных процессах взаимодействия штормов и теплообмена в океане.

Другие процессы зимой

«Впервые мы можем чётко связать шторма в Южном океане с изменениями в потеплении океана и изменчивости нашего климата за последние 20 лет. Такие результаты означают, что мы можем лучше понять, как океан нагревается сегодня, и тем самым предсказать, как климат Земли может измениться в будущем», — говорит Себастьян Сварт, профессор океанографии Гётеборгского университета.

Наибольшее влияние на поглощение тепла океаном шторма оказывают именно в антарктическое лето. Зимой происходят совершенно иные процессы. Это станет следующей задачей для исследователей.

Больше информации: Marcel D. du Plessis et al, Southern Ocean summer warming is regulated by storm-driven mixing, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01857-3

Источник: University of Gothenburg