NASA исследует глубины, чтобы понять солёность

Когда на этой неделе стартует миссия NASA Aquarius, её радиометры будут измерять «поверхностный» слой солёности океана. На основе данных о солёности верхних 0.4 дюйма (1 сантиметр) поверхности океана, Aquarius будет создавать еженедельные и ежемесячные карты солёности по всему земному шару как минимум на три года. Чтобы лучше понять, что движет изменениями и колебаниями солёности — и как эти изменения связаны с ускорением глобального круговорота воды и изменением климата — учёным нужно заглянуть глубже.

Для этого учёные, работающие над Aquarius (новейшей миссией NASA Earth System Science Pathfinder на борту аргентинской обсерватории Satelite de Aplicaciones Cientificas (SAC)-D), разработали план. Они развернут инструменты на поплавках, исследовательских судах, коммерческих грузовых судах, свободно дрейфующих платформах, буях, подводных планерах и автономном подводном аппарате, чтобы построить 3-D картину того, что происходит под поверхностью океана и влияет на распределение солёности.

Новый полевой эксперимент NASA — SPURS (Salinity Processes in the Upper Ocean Regional Study) — поможет интерпретировать спутниковые данные. Он пройдёт с весны 2012 до лета 2013 года и будет включать пять месячных экспедиций исследовательских судов в центр самой солёной области Атлантического океана, известной как «Атлантический максимум поверхностной солёности» (около 25° северной широты и 38° западной долготы). Впервые многочисленные методы измерений солёности в океане будут использованы столь концентрированно и совместно с показаниями спутника Aquarius.

Солёность океана, наряду с температурой, является ключевым фактором океанических течений, климатических процессов и индикатором меняющегося круговорота воды на Земле. Учёные видят признаки его ускорения, вызванного изменением климата. Измерения солёности могут показать, как меняются закономерности смешения пресной и солёной воды из-за изменений в осадках, испарении и стоке рек и таянии льда.

«Один из больших вопросов: насколько ускорится круговорот воды из-за потепления?» — говорит Рэймонд Шмитт, научный руководитель SPURS из Океанографического института Вудс-Хоул. — «Мы видим большие изменения в солёности океана, которые можно объяснить только увеличением круговорота воды».

В эксперименте SPURS будет создана сеть различных инструментов для изучения ограниченного объёма воды. Помимо использования данных с коммерческих судов и существующей международной сети профилирующих поплавков Argo (более 3000 по всему миру), будут задействованы:

• Несколько буёв с кабелями до дна (глубиной до 2.5 миль / 4 км), измеряющие солёность, температуру и скорость на разных глубинах.
• Около 75 свободно дрейфующих поверхностных буёв с GPS.
• Команды подводных планеров двух типов («Slocum» и «Seagliders»), автономно собирающих данные.
• CTD-профилировщик (Conductivity, Temperature, Depth) и дистанционно управляемый автономный подводный аппарат с борта исследовательских судов.

«Солёность никогда не измерялась с таким уровнем детализации, как планируется в SPURS», — отмечает И Чао, научный руководитель проекта Aquarius из Лаборатории реактивного движения NASA.

Учёные надеются ответить на вопросы, от локальных процессов, определяющих солёность в изучаемом регионе, до глобальных: как океан отреагирует на изменения температуры и пресной воды в условиях потепления климата и как изменится меридиональная опрокидывающая циркуляция — «глобальный океанический конвейер», оказывающий доминирующее влияние на климат планеты.