Изменения высотных ветров над южной частью Тихого океана имеют долгосрочные последствия

За последний миллион лет высотные ветра пояса западных ветров Южного полушария, простирающегося почти на половину земного шара, вели себя над южной частью Тихого океана не так однородно, как считалось ранее. Вместо этого они изменялись циклически с периодами около 21 000 лет.

Новое исследование подтвердило тесную связь между климатом средних и высоких широт и климатом тропиков в южной части Тихого океана, что имеет последствия для углеродного баланса Тихоокеанского сектора Южного океана и стабильности Западно-Антарктического ледяного щита. Исследование было подготовлено геологом доктором Франком Лями из Института Альфреда Вегенера (Германия) совместно с учёными из Чили, Нидерландов, США и Германии и опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Изменения в поясе западных ветров Южного полушария оказывают фундаментальное влияние на интенсивность и положение Антарктического циркумполярного течения — крупнейшего в мире океанического течения, формирующего глобальную циркуляцию вод. Ключевым фактором здесь является ветровое апвеллинговое поднятие богатых CO₂ глубинных вод, которое из-за их сравнительно высокой температуры влияет как на стабильность Западно-Антарктического ледяного щита, так и на углеродный баланс Южного океана.

На основе анализа кернов морских отложений у побережья Чили команда исследовала изменения в осадконакоплении, связанные с осадками. За последний миллион лет они выявили так называемые циклы прецессии: изменения, вызванные естественными вариациями орбитальных параметров Земли, в данном случае — циклическими изменениями наклона её оси с периодом примерно в 21 000 лет. Эти и другие орбитальные циклы считаются основным драйвером смены длительных ледниковых и межледниковых периодов за последний миллион лет.

С помощью климатического моделирования учёные установили, что зафиксированные в кернах изменения осадков связаны с конфигурацией высотных ветров над субтропической частью Тихого океана. В ходе 21 000-летнего цикла изменения высотных ветров разделяются на северную (субтропическую), среднюю и субполярную ветви.

«Наше исследование впервые предоставляет доказательства долгосрочных изменений высотных ветров пояса западных ветров над южной частью Тихого океана, — объясняет доктор Франк Лями. — Полученные данные указывают на более тесную атмосферную связь между тропиками и средними/высокими широтами в этом регионе, чем в других секторах Южного полушария, что имеет последствия для глобальной циркуляции океана и хранения атмосферного CO₂ в океане».

Выводы команды также важны для понимания современных и будущих крупномасштабных климатических механизмов в сравнительно малоисследованном Южном полушарии. Один из ключевых аспектов — связь между тропической частью Тихого океана (источником глобального феномена Эль-Ниньо — Южное колебание, ENSO) и Западной Антарктидой. Данные показывают, что высокая чувствительность Западно-Антарктического ледяного щита к ENSO, наблюдаемая в спутниковых данных последних десятилетий, вероятно, значима и на гораздо более длительных временных масштабах.

«Изменение высотных ветров над южной частью Тихого океана в ответ на прогнозируемое многими климатическими моделями увеличение частоты и интенсивности событий Эль-Ниньо снизит стабильность Западно-Антарктического ледяного щита, а также негативно повлияет на хранение CO₂ в южной части Тихого океана», — резюмирует Лями.