Интенсивная турбулентность в глубинах экваториальной части Тихого океана может способствовать глобальной циркуляции

Волны, разбивающиеся о экваториальное морское дно, генерируют турбулентность сантиметрового масштаба, которая имеет решающее значение для глобальной океанической циркуляции, сообщают ученые из Стэнфордского университета.

Результаты, представленные на ежегодной конференции Американского геофизического союза по наукам об океане и опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, в перспективе могут быть включены в глобальные климатические модели для улучшения прогнозов. Как отметил аспирант Райан Холмс, климатические модели плохо справляются с моделированием глобальной океанической циркуляции, поскольку не могут воспроизвести мелкомасштабные процессы, важные для глубинного перемешивания.

Меридиональная опрокидывающая циркуляция (МОЦ) — это глобальный конвейер, в ходе которого охлажденные в высоких широтах поверхностные воды текут по глубинным течениям к экватору, где смешиваются с более теплой и менее плотной водой и поднимаются на поверхность. Этот процесс важен для переноса тепла, соли и углерода по земному шару и влияет на скорость обмена углерода, запасенного в глубинах океана, с атмосферой. Однако до сих пор у ученых было лишь общее представление о том, где именно в тропических океанах происходит это вызванное перемешиванием поднятие вод.

Во время исследовательского круиза в экваториальной части Тихого океана команда впервые измерила турбулентность на глубинах до 4000 метров с помощью экспериментального датчика χ-pod. Удивительно, но интенсивная турбулентность была зафиксирована на участке с относительно ровным рельефом дна, тогда как ранее считалось, что для этого необходимы подводные горы или хребты. С помощью компьютерного моделирования ученые выяснили, что ключевую роль играет горизонтальная составляющая вращения Земли, которую обычно игнорируют в океанических моделях. Она нарушает отражение внутренних волн от дна, задерживая их энергию у океанского ложа и вызывая турбулентность.

«Ученые давно знали, что экваториальная верхняя часть океана критически важна для физики межгодовых климатических вариаций, таких как Эль-Ниньо, — сказал соавтор исследования Леиф Томас. — Наша новая работа предполагает, что абиссальная зона океана на экваторе может влиять на климатическую систему в гораздо более длительных временных масштабах».