Небесные реки могут незаметно формировать смертоносные волны жары в океане

Фото из открытых источников

Известных причин морских тепловых волн немного: от систем высокого давления до изменения океанских течений. Атмосферные реки редко попадают в этот список, хотя они постоянно пересекают одни и те же воды.

Большинство людей замечают эти реки только тогда, когда одна из них наконец достигает берега. То, что происходит с ними в течение остальной части их жизни, далеко в открытом море, привлекает гораздо меньше внимания.

Атмосферные реки — это длинные, узкие коридоры концентрированного водяного пара, которые тянутся по небу на тысячи километров. На суше их история уже хорошо известна.

Они обрушиваются на горы, выжимают из них влагу и затопляют западную часть Северной Америки и Европу. Большая часть исследований была посвящена именно этим прибрежным разрушениям, а не долгому океаническому периоду их существования.

Два климатолога из Университета Дьюка, Суцюн Ху и Шинэн Ху, поставили перед собой цель изменить это. Они хотели узнать, что происходит с этими реками, когда они находятся далеко в море. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

В открытом море океан иногда становится необычно теплым. Участок моря остается теплее нормы в течение нескольких дней, недель и даже месяцев подряд. Исследователи называют такие периоды морскими тепловыми волнами.

Они могут быть смертельно опасны под водой, уничтожая морских обитателей и нанося ущерб рыболовству и прибрежной экономике. Отдельное исследование показало, что за последнее столетие их длина и частота увеличились.

Океаны поглотили более 90% дополнительного парникового тепла, поэтому фоновый уровень продолжает повышаться. Этот базовый уровень повышает вероятность возникновения волн жары, однако никто не может сказать, что именно приводит к их возникновению на определенном участке моря.

Атмосферные реки большую часть своей жизни проводят над океаном, перенося теплый воздух и сильные ветры. Это сочетание факторов влияет на температуру морской воды, однако никто не проверял, вызывают ли эти реки морские волны тепла.

Исследовательская группа сравнила данные о температуре океана за четыре десятилетия с записями об атмосферных реках. Реки обычно появлялись более чем за неделю до пика жары, достигая пика примерно за два дня до неё.

Поскольку реки появились первыми, временные рамки указывают на то, что они влияют на формирование волн жары, а не просто следуют за ней. Тем не менее, данные показывают временную взаимосвязь, а не однозначную причинно-следственную связь.

Проносящийся мимо поток водяного пара переносит температуру морской воды одновременно в двух направлениях. Его плотные облака препятствуют проникновению солнечного света к воде. Но теплый, влажный воздух, который он несет, удерживает тепло, которое в противном случае океан бы отдал.

Обычно море отводит тепло в более холодный воздух над собой. Если же над поверхностью находится теплый, влажный воздух, океан удерживает его еще больше. Недавняя статья показала, что эти реки могут также повышать температуру суши.

Какой эффект одержит верх, зависит от противостояния между тенью и удерживаемым теплом. Иногда похолодание вырывается вперед, иногда потепление. Баланс резко меняется в зависимости от времени года.

Летом солнце находится высоко в небе и наполняет северную часть Тихого океана энергией. В это время облака, образующие атмосферную реку, создают настоящую тень, поэтому обычно побеждает охлаждение, и образуется меньше волн жары.

Зимой ситуация меняется. Слабое солнечное излучение делает тень незначительной, а разрыв между теплым речным воздухом и холодным морем увеличивается. Начинается потепление, и реки провоцируют волны жары. Даже летнее похолодание имело свои недостатки. На одном участке океана накопленное тепло все еще немного перекрывало тень.

Ранее проведенные исследования показали, что эти реки могут влиять на температуру океана, и данное исследование связало это с местами образования аномальной жары.

В основу анализа легли данные спутниковых наблюдений за температурой поверхности моря за четыре десятилетия, а также метеорологические и океанографические данные. Команда отметила каждую волну жары и каждую атмосферную реку в обоих бассейнах и отследила их совпадение.

Чтобы убедиться в реальности связи, они провели тот же анализ на 15 климатических моделях. Результаты совпали: 11 из 15 моделей воспроизвели сезонные закономерности, выявленные на основе данных.

Даже после того, как команда исключила долгосрочную тенденцию к потеплению, связь сохранилась. Так что это не просто фоновое потепление океана. Отслеживание перемещения тепла к поверхности и от поверхности в дни с атмосферными реками подтвердило причину: тень от облаков летом, удерживаемое тепло зимой.

Долгие годы атмосферные реки оставались лишь источником прибрежных дождей и наводнений. Теперь же они остаются незамеченной силой, стоящей за морскими тепловыми волнами, вызывая потепление зимой и ослабляя его летом.

Это открывает практические возможности. Морские волны тепла, как известно, очень трудно предсказать, а синоптики и так отслеживают движение атмосферных рек на несколько дней вперед. Включение этих данных в прогнозы состояния океана может дать прибрежным населенным пунктам и рыболовным хозяйствам более раннее предупреждение о приближающейся волне жары.

Долгосрочная перспектива имеет еще большее значение. По мере потепления климата ожидается, что атмосферные реки будут смещаться к полюсам и усиливаться, изменяя места и время возникновения океанических волн тепла. Эти две крайности могут даже усиливать друг друга. Именно эту запутанную ситуацию стоит рассмотреть в дальнейшем.