Соль океана поможет предсказать изменения климата

Изменение солености — одно из проявлений глобального изменения климата — может влиять на температуру воды в океане и морские экосистемы. Ученые описали, как менялась соленость северной части Атлантического океана за последние 70 лет, математически сопоставив восемь различных баз данных и составив модель, по которой можно проверять точность результатов будущих наблюдений. Авторы выявили значимое осолонение возле Канарских островов, которое будет приводить к сокращению там вылова рыбы. Обнаруженное повышение солености в Субполярной Атлантике может свидетельствовать об изменении водообмена между Атлантическим и Северным Ледовитым океаном. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Marine Science and Engineering.

Соленость — фундаментальная характеристика вод океана, и ее изменения имеют важные последствия для климатической системы Земли. При ускоряющихся климатических изменениях атмосфера теплеет, и ее влажность повышается. Эти процессы сопровождаются осолонением в областях, где воды испаряется больше, чем выпадает осадков. Там, где осадки преобладают над испарением, наоборот, происходит опреснение. От содержания соли зависит плотность воды, а это, в свою очередь, влияет и на температуру океана: теплые водные массы опускаются в глубокие слои океана за счет большей солености и плотности. Изменение содержания соли в воде также влияет на уровень океана и на пищевые цепочки. Поэтому важно следить за колебаниями солености, чтобы понять их роль в изменении климата и экосистем. Однако таких наблюдений мало, кроме того, сведения в разных базах данных иногда противоречат друг другу.

Ученые из Института природно-технических систем (Севастополь) и Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН (Москва) проследили, как менялась соленость воды в северной части Атлантического океана с 1948 по 2018 год. Для этого океанологи математически сопоставили восемь баз данных по солености Северной Атлантики. Ученые определили регионы, где все или почти все источники данных согласованно указывают на изменение содержания соли. Кроме того, авторы выявили области, по которым доступных данных оказалось недостаточно для получения однозначных выводов. Проведенный анализ показал, что соленость увеличилась за последние 70 лет в субтропических широтах примерно на 0,07 промилле, а за последние 50 лет в нескольких небольших по площади областях — вблизи Канарских островов, в Гвианском и Лабрадорском течениях, а также в области перехода Гольфстрима в Североатлантическое течение — значительно сильнее, до 0,1 промилле.

Ученые обнаружили, что, хотя на 75% площади северной части Атлантического океана соленость за последние 50 лет почти не изменилась, ее повышение в небольших областях отчетливо регистрируется, и будет иметь значимые последствия. Например, вблизи Канарских островов расположен один из богатых промысловых районов Мирового океана — там вылавливается более 500 видов рыб. Рыбаки уже замечают, что улов уменьшается, и повышение солености это объясняет. Она растет из-за потепления климата, в результате чего холодные богатые питательными веществами воды с глубин хуже поднимаются на поверхность.

Наличие существенных различий в изменении солености по доступным базам данных усложняет их интерпретацию. Однако обобщенный анализ позволяет получить результаты, не зависящие от конкретного источника данных и методики его получения. Разработанная модель также позволяет проверять и согласовывать все будущие данные по солености, сопоставляя их с уже имеющимися базами данных.

«Глобальное изменение климата происходит неравномерно: известно, что за последние 30–40 лет его темп ускорился. В дальнейшем мы планируем оценить изменение солености с 1980 года, поскольку в этот период количество наблюдений возрастает, а мы при оценке изменений стараемся использовать все имеющиеся данные. Это поможет нам выявить закономерности изменения глобального круговорота воды. Мы не ставим перед собой цель определить наиболее надежную базу данных о солености. Вместо этого мы пытаемся достоверно проследить пространственно-временную эволюцию солености Северной Атлантики, используя несколько независимых баз данных за максимально возможный период», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Павел Сухонос, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории морских климатических исследований ИПТС.