Количественная оценка глобальной неоднородности океана и исследование её эволюции в условиях изменения климата

Океан изначально неоднороден по температуре и солёности. Эта неоднородность фундаментально влияет на физические и биогеохимические процессы в океанах, вызывая перемешивание водных масс и формируя трёхмерные геострофические циркуляции. В конечном счёте, неоднородность океана определяет распределение морской биоты, структуру и функционирование экосистем, а также биоразнообразие.

Исследовательская группа под руководством профессора Ван Фаня из Института океанологии Китайской академии наук и профессора Янг-О Квона из Океанографического института Вудс-Холла количественно оценила глобальную неоднородность океана и исследовала, как она эволюционировала в условиях меняющегося климата. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters 23 июня.

Расчёты трёхмерных карт пространственного стандартного отклонения (SSD) температуры и солёности (SSDT и SSDS), взвешенных по объёму, с использованием нескольких наборов данных и климатических моделей показывают консенсус относительно увеличения глобальной неоднородности океана за последние полвека. В период 1960–2010 гг. глобальные SSDT и SSDS в слое 0–2000 м увеличились на 1,4 ± 0,1% и 1,5 ± 0,1% соответственно относительно среднего значения за 1960–1980 гг. Вновь определённый индекс термохалинной неоднородности (THI), комплексная мера изменений как температуры, так и солёности, увеличился на 2,4 ± 0,1%. Модельные расчёты показывают, что наблюдаемый рост неоднородности океана обусловлен в основном антропогенным воздействием и, по прогнозам, ускорится на 200–300% в период 2015–2100 гг.

Анализ регионального вклада в изменение глобальной неоднородности океана показывает, что её увеличение в значительной степени является результатом усиления соответствующих климатологических контрастных паттернов. «Быстрое потепление верхних слоёв океана в средних и низких широтах доминирует в росте глобальной SSDT, в то время как усиление паттерна солёности, в основном в субтропической Атлантике, вызывает увеличение SSDS», — сказал Рен Цюпин, первый автор исследования.

«Наши количественные оценки неоднородности океана предоставляют новую перспективу для понимания текущего изменения климата в океанах. Увеличение неоднородности океана означает, что гидрологические структуры океана модулируются к новому и более разнообразному равновесию, что даёт важное понимание для будущего прогнозирования климата, морской экологической среды и биоразнообразия», — отметил профессор Ван.