Климатологи из Университета штата Пенсильвания показали, что связь между Атлантической меридиональной опрокидывающей циркуляцией (AMOC) и температурой воды в Северной Атлантике не постоянна. В статье, опубликованной в Nature Communications, они описали три режима. При сильной циркуляции охлаждающий эффект слабый. При промежуточной он резко усиливается. При слабой снова затухает и смещается к Исландскому и Норвежскому морям. Главную причину такой смены авторы видят в радиационных процессах в атмосфере.

Моделирование на базе Community Earth System Model version 2 (CESM2) и нескольких моделей CMIP6 охватило разные климатические состояния от среднего голоцена до сценариев XXI века. Силу AMOC определяли по максимальному переносу воды ниже 500 метров на 40 градусах северной широты. Температуру поверхности оценивали через индекс WHSST: разницу между средней температурой в субполярной части Северной Атлантики и глобальной средней.

Три фазы вместо одной прямой

Пока AMOC остаётся сильной, выше примерно 20 свердрупов, чувствительность температуры к её ослаблению составляет 0,09 градуса Цельсия на 1 свердруп. При промежуточной силе течения, от 11,5 до 20 свердрупов, чувствительность возрастает более чем втрое до 0,31 градуса на свердруп, а холодная аномалия охватывает весь субполярный бассейн. Ниже 11,5 свердрупа чувствительность падает до 0,12 градуса на свердруп. Прежняя зона охлаждения в западной и центральной части бассейна исчезает, а холодные пятна появляются уже в Норвежском море и Исландской котловине.

Ключевой механизм лежит не в самом океане. В промежуточном режиме усиливаются длинноволновое охлаждение при ясном небе и отражение коротковолнового излучения низкими облаками. В слабом режиме оба эффекта ослабевают после пика, а их центры уходят на северо-восток. Поэтому привычная «дыра потепления» в Северной Атлантике не усиливается бесконечно, а начинает затухать.

Представим конвейер, который медленно везёт тёплую воду на север. Пока лента движется быстро, небольшое замедление почти не меняет температуру наверху. Когда скорость падает до среднего уровня, воздух над холодной водой дополнительно выхолаживается, низкие облака отражают солнечный свет, и охлаждение резко усиливается. Если лента еле ползёт, главные процессы смещаются в сторону Исландии, а прежняя область уже не остывает так сильно. Это условный образ: в модели речь идёт о радиационных потоках, а не о механической ленте.

Авторы не утверждают, что AMOC исчезнет. Они подчёркивают, что время перехода между режимами зависит от внутренних колебаний климата и различается между моделями: по оценкам, пик чувствительности может приходиться на период от 2021 до 2067 года. Причины самих точек смены режима, около 20 и 11,5 свердрупа, требуют дальнейшего изучения. Исследование основано на моделировании, а не на прямом наблюдении всей последовательности, а разложение теплового баланса не применимо без оговорок к полярным и покрытым льдом районам.

Тем, кто готовит научную работу по климатическому моделированию или смежной теме, может пригодиться помощь с научными статьями.

Схема показывает три последовательных режима: при ослаблении AMOC охлаждающий эффект сначала усиливается, а затем уменьшается и смещается на северо-восток

Фото: Norbert Velescu / Pexels