Исследование показывает высокую эффективность накопления тепла в океане во время последней дегляциации

Как один из крупнейших резервуаров тепла в климатической системе, мировой океан поглощает более 90% избыточной энергии от текущего антропогенного потепления. В прошлом веке наибольшее потепление в океане происходило в верхних 500 м, с относительно слабым потеплением в глубоководных слоях, что соответствует низкой эффективности накопления тепла океаном ~0.1.

Однако палеоокеанографические данные свидетельствуют, что на длительных временных масштабах потепление в глубоком океане может быть сравнимо или даже больше, чем потепление на поверхности, а эффективность накопления тепла океаном во время последней дегляциации была примерно в десять раз выше современного значения. Это поднимает вопрос: какие механизмы отвечают за поглощение и накопление тепла океаном, и насколько высокой может быть их эффективность?

Недавно опубликованное в Science Advances совместное исследование международной команды ученых из Китая и США пролило свет на эту проблему. Объединив современное моделирование дегляциации и реконструкции на основе прокси-данных, они определили трехмерное изменение температуры океана в этот период и обнаружили, что эффективность накопления тепла океаном во время дегляциации существенно возрастает до ≥1 благодаря сильному потеплению в водах промежуточных глубин в ответ на воздействия, вызвавшие дегляциацию.

«Наши симуляции и прокси-реконструкции демонстрируют, что трехмерное потепление океана во время последней дегляциации было сильно неоднородным, с наиболее сильным потеплением на промежуточных глубинах, что разительно контрастирует с современными наблюдениями», — заявил доктор Чэнью Чжу из Института атмосферных наук Китайской академии наук, соавтор исследования.

Используя эксперименты на чувствительность, исследование показало, что сильное потепление промежуточных вод может быть связано с поверхностным потеплением в средних и субполярных широтах через процесс вентиляции в ответ на воздействие парниковых газов и ледяных щитов, и существенно усилено изменениями океанической циркуляции, связанными с воздействием талых вод.

«Уникальная структура потепления океана способствует высокой эффективности накопления тепла. В частности, это разрешает парадокс, возникающий при традиционном взгляде, согласно которому потепление происходило в районах формирования глубинных вод, остававшихся покрытыми морским льдом», — сказал профессор Чжэнью Лю из Университета штата Огайо, один из авторов-корреспондентов исследования.

«Эти результаты имеют важные последствия. Например, если сильное поверхностное потепление и сильная вентиляция совпадают в пространстве, как в наших моделях, то океан будет поглощать больше тепла из атмосферы, потенциально замедляя скорость атмосферного потепления», — отметил профессор Питер У. Кларк из Университета штата Орегон, также автор-корреспондент исследования.

Исследование подчеркивает важную роль паттернов поверхностного потепления и изменений океанической циркуляции в долгосрочных изменениях накопления тепла океаном и предполагает, что «океан может служить гораздо более значительным резервуаром энергии в климатической системе, чем это следует из современных наблюдений».