С 2016 года наблюдается резкое сокращение площади морского льда в Антарктике, что представляет собой значительный сдвиг по сравнению с предыдущими десятилетиями. До этого периода ледовый покров демонстрировал слабый рост, противоречащий общемировым тенденциям. Ученые активно исследуют причины этой внезапной перемены, уделяя особое внимание комплексному воздействию атмосферных и океанических процессов.
Ключевыми факторами, способствующими таянию, считаются усиление ветров и потепление глубинных вод. Сильные ветры нарушают стабильность верхних слоев океана, позволяя более теплым глубинным водам подниматься к поверхности. Этот процесс разрушает естественный холодный барьер, который ранее защищал морской лед от интенсивного таяния, и приводит к быстрой потере ледового покрова.
Основной вывод заключается в том, что резкое сокращение антарктического морского льда после 2015 года связано с изменением климатического режима. Этот сдвиг обусловлен сочетанием атмосферных аномалий, усиливших ветра, и подъемом теплых глубинных вод, что привело к разрушению защитного холодного слоя и ускоренному таянию льда.
Warmer ocean is driving the Antarctic sea ice ‘regime shift’
Ученые исследуют причины резкого сокращения площади морского льда в Антарктике, которое наблюдается с 2016 года. Ранее ледовый покров континента демонстрировал слабую тенденцию к расширению, что противоречило большинству климатических моделей и контрастировало с быстрым таянием льдов в Арктике. Однако после 2015 года ситуация кардинально изменилась: площадь льда сократилась с рекордно высоких значений до нескольких рекордно низких, потеряв территорию, сопоставимую по размеру с Гренландией.
Согласно последним исследованиям, ключевую роль в этом резком переходе сыграли два взаимосвязанных фактора: усиление ветров и потепление глубинных вод океана. Сильные ветры нарушили стабильность верхних слоев воды, что позволило теплым глубинам прорваться сквозь ранее существовавший холодный защитный слой. Этот процесс привел к непосредственному контакту теплой воды с морским льдом, значительно ускорив его таяние. Таким образом, наблюдаемое сокращение льда является результатом комплексного воздействия атмосферных и океанических процессов, изменивших прежний климатический режим региона.
Некоторые исследования показали, что морской лед может таять в основном из-за температурывоздуха, которая в последние годы была настолько высокой, что исследователи Антарктики позировали для фотографий в купальниках. Два новых исследования доказывают, что потепление океана сыграло большую роль в этом «смене режима».
«Многие люди скажут… что именно потепление атмосферы растопило морской лед сверху», — говорит Саймон Джози из Национального океанографического центра в Саутгемптоне, Великобритания, который не участвовал в исследовании. «Теперь эти ученые провели тщательный анализ и получили правдоподобную цепочку событий, которая говорит о том, что океан является ключевым игроком в таянии 2016 года. Никто раньше не приводил этот аргумент воедино».
В рамках глобальной циркуляции океана масса теплой соленой воды, называемая циркумполярными глубокими водами, течет на юг от тропиков и окружает Антарктиду на глубинах ниже 200 метров. Но он все чаще выходит на поверхность, где может растопить морской лед, как показывают измерения температуры и солености, полученные за два десятилетия с помощью нескольких сотен дрейфующих буев.
Антарктида окружена поясом сильных ветров и штормов на широтах «ревущих сороковых», «бешеных пятидесятых» и «кричащих шестидесятых». Согласно исследованию Эрла Уилсона из Стэнфордского университета и его коллег, изменение климата сместило направление штормов на юг, принося больше осадков в зону морского льда. Первоначально осадки создали слой пресной поверхностной воды, который лучше изолировал дно морского льда от теплой глубоководной воды, что позволило ему расшириться до рекордных размеров 2014 года.
Но сдвинутая на юг траектория шторма также вызывает более сильные ветры, которые сдувают поверхностные воды и лед вперед. Из-за вращения Земли вода движется на 90 градусов влево от направления ветра, создавая спирали, подобные круговороту моря Уэдделла. Когда поверхностная вода отбрасывается к краям, глубокая вода поднимается снизу и заполняет пустоту в центре.
В период с 2014 по 2016 год этот ветровой апвеллинг начал выигрывать в «перетягивании каната» у защитного слоя увеличившихся осадков, и морской лед в море Уэдделла начал таять. Когда исследователи включили наблюдаемые изменения температуры и солености в простую компьютерную модель, они прогнозировали, что морской лед будет расширяться, а затем сжиматься, как это произошло в реальном мире.
«Большинство признаков указывают на постоянное и устойчивое сокращение количества морского льда, потому что даже несмотря на то, что осадки потенциально подавляют глубоководное тепло океана… жара все еще существует», — говорит Уилсон. «Все, что потребуется, — это внезапное изменение условий, чтобы это тепло снова поднялось».
Согласно второму исследованию Тео Спира из Института Альфреда Вегенера в Бремерхафене, Германия, и его коллег, этот разворот начался с серии ураганов.
Еще до дополнительных осадков последних лет теплые циркумполярные глубокие воды удерживались вдали от поверхностного слоя зимними водами — слоем холодной соленой воды, образующимся, когда зимой образуется морской лед, и вытесняют ионы соли из своей новой кристаллической структуры.
Но из-за глобального потепления на глубине становится все жарче. Поскольку вода расширяется, когда становится теплее, глубокая вода занимает больше места, разжижая зимнюю воду. В 2015 и 2016 годах ветры сильнее среднего уровня подняли большую глубину воды через зимнюю водную преграду. С тех пор слои не восстановились.
Результаты показывают, что даже если сильные ветры были естественным колебанием, почву подготовило глобальное потепление.
«Это ветер толкает [морской лед] в такое быстрое сокращение, но на самом деле океан удерживает его на низком уровне», — говорит Спира. «Определенно есть доказательства того, что мы находимся в новом режиме».
Хотя таяние морского льда не приводит к повышению уровня моря, оно может нанести вред видам, которые проводят часть своей жизни на этом льду, таким как криль или пингвины. А если морской лед отступит вблизи ключевых шельфовых ледников, где отторжение соли способствует образованию плотной придонной воды Антарктики, это может повлиять на глобальные океанские течения, в том числе на Атлантическую меридиональную опрокидывающую циркуляцию, которая сохраняет тепло в Европе.
«Если бы вы сократили производство морского льда в этих регионах… у вас было бы меньше придонной воды и, возможно, замедление меридиональной опрокидывающей циркуляции», — говорит Уилсон, хотя он отмечает, что пресная вода из таяния ледников оказывает большее влияние на придонную воду.