Турбулентность в полярных океанах усилится из-за сокращения площади морского льда

Международная команда учёных из Центра климатической физики Института фундаментальных наук при Пусанском национальном университете (Южная Корея) представила в журнале Nature Climate Change новое доказательство того, что океаническая турбулентность и процесс, известный как «горизонтальное перемешивание», резко усилятся в Северном Ледовитом и Южном океанах из-за вызванного человеком глобального потепления и сокращения площади морского льда.

Горизонтальное перемешивание в мезомасштабе (MHS) транспортирует и перераспределяет тепло и питательные вещества, определяя распределение планктона в верхних слоях океана. Оно также контролирует рассеивание икры и личинок рыб, а также загрязняющих веществ, таких как микропластик. Чтобы изучить влияние потепления на MHS, команда проанализировала результаты ультравысокого разрешения модели Community Earth System Model (CESM-UHR) на суперкомпьютере Aleph. Моделирование проводилось для современных условий, а также при удвоении и учетверении концентрации CO₂.

Расчёты показали выраженное усиление MHS в будущем по всему Северному Ледовитому океану и вдоль антарктического побережья, что в первую очередь связано с резким сокращением площади морского льда. Однако механизмы этого усилия различаются. В Арктике исчезновение льда увеличивает механический приток энергии в океан, усиливая средние течения и генерацию вихрей. В Антарктике ключевую роль играет опреснение прибрежных вод из-за таяния льда, что усиливает градиент плотности и, как следствие, такие течения, как Антарктическое склоновое течение, увеличивая вихревую активность и MHS.

«Горизонтальное перемешивание — решающий фактор для переноса личинок рыб в океане. При умеренных значениях этот процесс географически связывает популяции и места обитания. Однако при усилении перемешивания в будущем личинки могут переноситься в непригодные для выживания районы», — отмечает профессор Ли Джун-Йи, соавтор исследования. Учёные подчёркивают, что ожидаемое усиление MHS вызовет серьёзные изменения в океанических экосистемах, что требует дальнейших исследований с помощью высокоразрешающих моделей Земной системы.