Как океан меняет климат

Изменение климата фундаментально меняет структуру океанов

Результаты нового исследования показали, что вместе с климатом на нашей планете стремительно меняется структура океанов. Изучив данные за последние 50 лет, международная команда ученых пришла к выводу, что рост средней температуры на поверхности Земли нарушил вертикальный водообмен в Мировом океане – важный процесс, который помогает удерживать большую часть избыточного тепла в мире и значительную часть CO₂. Особенно беспокоит исследователей тот факт, что произошло это в шесть раз быстрее, чем предполагали большинство моделей. Внимательно проследив каким образом поверхностная вода «отделяется» от более глубоких слоев океана, авторы научной работы пришли к выводу, что «подобно слою воды поверх нефти, поверхностные воды, контактирующие с атмосферой, менее эффективно смешиваются с океаном под ними». Эти изменения, увы, являются фундаментальными и могут привести к катастрофическим последствиям.

Глобальное потепление «фундаментально» меняет структуру Мирового океана

Климат и Мировой океан

Океан играет центральную роль в регулировании климата на нашей планете. Пятый оценочный доклад, опубликованный Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) в 2013 году, показал, что до сих пор океаны поглощали 93% дополнительной энергии от усиленного парникового эффекта, а потепление наблюдалось на глубинах 1000 м. Как следствие, это привело к изменению режимов океанических течений и расширению обедненных кислородом зон.

Сегодня эксперты отмечают, что из-за роста парниковых газов количество экстремальных погодных явление в мире участится. Так, атмосферное потепление приводит к таянию ледников и ледяных щитов, становясь причиной повышения уровня моря со значительными последствиями для береговой линии (береговая эрозия, вторжение соленой воды, разрушение среды обитания) и прибрежных населенных пунктов.

Исчезновение морского льда в Гудзоновом заливе. Фото: NASA

«Деградация прибрежных и морских экосистем угрожает физической, экономической и продовольственной безопасности прибрежных сообществ, что составляют около 40% мирового населения,» – говорится на сайте Всемирного фонда дикой природы.

Более того, выбросы CO₂ способствуют подкислению океанов, снижая способность морских организмов, таких как кораллы, планктон и моллюски, строить свои раковины и скелетные структуры. Это существенно снижает рост и выживаемость разных видов на ранних стадиях развития.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира популярной науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!

Как изменилась структура Мирового океана?

Согласно результатам исследования, опубликованного 24 марта в журнале Nature, изменение климата привело к серьезным изменениям стабильности океана, причем в шесть раз быстрее, чем предполагали эксперты. «Изменение климата нарушило смешение океанов – процесс, который помогает хранить большую часть избыточного тепла в мире и значительную долю CO2. Вода на поверхности теплее, и, следовательно, менее плотная чем вода внизу. Глобальное потепление усиливает этот контраст,» – пишут авторы научной работы.

Стремительно меняющийся климат также является причиной попадания в моря огромных объемов пресной воды в результате таяния ледников. Этот процесс (помимо вышеуказанных опасений) снижает соленость верхнего слоя и еще больше снижает его плотность. Такой увеличивающийся контраст между плотностью слоев океана затрудняет смешивание, поэтому кислород, тепло и углерод все реже попадают в глубокие воды.

Если уровень воды поднимется на двадцать метров, этого будет достаточно, чтобы затопить обширные участки прибрежных территорий, лишив дома сотни миллионов человек.

Поскольку последствия глобального потепления видны повсюду на поверхности Земли, невидимые и скрытые грани его воздействия раскрываются одна за другой. Многие климатические модели предсказывают, что если количество вредных выбросов в атмосферу не сократится, то уже к 2050 году многие прибрежные регионы могут полностью погрузиться под воду. Подробнее читайте в нашем материале.

Исследователи из Сорбоннского университета и французского национального научно-исследовательского центра CNRS отмечают, что и раньше были в курсе этих процессов, но не думали, что все происходит настолько быстро.

«Увы, это не маленькие изменения, о которых заботятся только некоторые эксперты. Они представляют собой фундаментальное изменение в структуре наших океанов,» – сказал ведущий автор исследования Жан-Батист Салле в интервью агентству AFP.

Фитопланктон выделяет 40–50 % планетарного кислорода.

Также ученые отмечают, что, вопреки их ожиданиям, ветры, усиленные изменением климата, способствовали углублению поверхностного слоя океана на 25−50 метров за последние 50 лет. Основная проблема заключается в том, что в поверхностном слое океанов обитает значительное количество морских животных, чья пищевая сеть зависит от фитопланктона.

Фитопланктон, как известно, перемещается в глубокие водные слои в результате ветров, где получает меньше солнечного света, хуже растет и становится менее доступным для поедания другими животными, что способно нарушить глобальную пищевую цепочку.

Источник

Влияние океанов на климат

Какое влияние оказывают океаны на климат

Океан играет фундаментальную роль в формировании климатических зон. Даже территории, удаленные от любой береговой линии, в значительной степени подвержены влиянию глобальной океанической системы.
Мировой океан имеет решающее значение для нагрева планеты. В то время как участки суши и атмосфера поглощают немного солнечного света, океан поглощает большую часть солнечного излучения. Особенно в тропических водах вокруг экватора, океан функционирует как массивная, сохраняющая тепло, солнечная панель.

Океан не просто хранит солнечную радиацию, он также помогает распределять тепло по всему земному шару. Когда молекулы воды нагреваются, они свободно обмениваются с воздухом в процессе, называемом испарением. Океанская вода постоянно испаряется, повышая температуру и влажность окружающего воздуха, образуя дожди и штормы, которые затем переносятся пассатами, часто на огромные расстояния. Фактически, почти все осадки, которые падают на землю, начинаются в океане. В тропиках особенно дождливо, потому что поглощение тепла, и, следовательно, испарение океана, является самым высоким в этой области.

За пределами экваториальных областей Земли погодные условия в значительной степени обусловлены океанскими течениями. Течения – это движения океанской воды в непрерывном потоке, создаваемом в основном поверхностными ветрами, а также частично градиентами температуры и солености, вращением Земли и приливами (гравитационные эффекты солнца и луны). Основные современные системы обычно протекают по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии по круговым схемам, которые часто прослеживают береговые линии.

Океанские течения действуют во многом подобно конвейерной ленте, транспортируя теплую воду и осадки от экватора к полюсам, а холодную воду от полюсов обратно в тропики. Таким образом, потоки регулируют глобальный климат, помогая противодействовать неравномерному распределению солнечной радиации, которая достигает поверхности Земли. Без течений региональные температуры были бы более экстремальными – очень жаркими на экваторе и холодными по отношению к полюсам – и гораздо меньше территории материков было бы пригодно для обитания.

Причины, по которым океаны оказываю большое влияние на климат

Океаны – это глобальные силы природы, которые составляют основу планеты. Они покрывают 71% поверхности планеты и составляют 95% всего пространства, доступного для жизни. Существует ряд причин, которые позволяют оценить масштаб влияния океанов на климат:

Океан согревает планету. Большая часть солнечной радиации, которая попадает на Землю, поглощается океаном (98%), особенно в тропических регионах планеты. Атмосфера Земли также помогает сохранить это солнечное тепло, которое в противном случае было бы потеряно в космос после захода солнца. Океан накапливает излучение солнца и распределяет его по всему миру из тропиков в полярные регионы с помощью ветров и океанских течений

Океан влияет на модели осадков. Когда океанская вода нагревается солнцем, она испаряется и превращается в водяной пар, который повышает температуру и влажность воздуха, образуя дождь и штормы. Эти осадки переносятся ветрами на большие расстояния по всему миру. Роль океана в производстве осадков настолько важна, что почти все осадки, выпадающие на землю, происходят из океана. Поглощение тепла и испарение океана особенно высоки в тропиках, которые получают более 15 дюймов (3 м) осадков в год и около 8 мм осадков в день.

Глобальные погодные условия контролируются океанскими течениями. Погодные условия в основном контролируются океанскими течениями, на которые влияют поверхностные ветры, температура, соленость, вращение Земли и приливы океана. Океанские течения обычно текут по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии. Океанские течения приносят теплую воду и дождь от экватора к полюсам и холодную воду от полюсов к экватору. Эти океанские течения помогают противодействовать высоким уровням солнечной радиации, которые получает земной экватор. Без этих течений было бы намного жарче на экваторе, намного холоднее на полюсах, а территория планеты была бы гораздо менее пригодной для жизни.

Фотосинтетические организмы в океане влияют на глобальный климат. Около половины глобального углеродного цикла осуществляется фотосинтезирующими организмами, живущими в океане (фитопланктон), которые производят кислород и влияют на уровень парниковых газов (углекислый газ и метан), присутствующих в океане и в атмосфере. Уровень парниковых газов в атмосфере влияет на глобальные температуры и погодные условия, поскольку эти газы так эффективно поглощают солнечное тепло.

Влияние океанов на климат материков

Помимо воздействия на климат в глобальном масштабе, океан также влияет на климат различных регионов мира.

Разница в температуре между землей посреди континента и окружающим океаном стимулирует развитие муссонов. Зимой более холодный воздух над континентом движется к океану, а летом намного более горячий воздух над материком притягивает влажный воздух внутрь материка, вызывая летние дожди.

Города, расположенные вдоль береговой линии, также получают выгоду от океанского бриза, что является результатом разницы температур между сушей и морем, где земля прохладнее ночью и теплее днем.

Влияние океанов на климат России

Территорию России окружают три океана – Тихий, Северный Ледовитый и Атлантический. Граница страны с Северным ледовитым океаном самая протяженная, поэтому влияние океана распространяется не только на северные прибрежные территории, но и достигает южных регионов. Тихий океан имеет влияние только на территорию Дальнего Востока. Атлантический океан оказывает существенное влияние на климат России, несмотря на его отдаленность. Он влияет на перенос воздушных масс в умеренных широтах, в основной части страны. Так как в западной части нет высоких гор, то воздушные массы беспрепятственно проникают внутрь страны. Зимой они способствуют смягчению морозов, а летом провоцируют похолодание и выпадение осадков.

Территория России имеет огромные размеры, поэтому основная её часть находится на большом расстоянии от океанов. На таких территориях преобладает континентальный климат с небольшим количеством осадков и значительными отличиями температурных показателей лета и зимы. Амплитуда достигает здесь 90C, а континентальность растет по мере удаления от Атлантического океана с запада на восток.

Влияние океанов на климат Африки

Африка омывается водами Атлантического и Индийского океанов. Теплые течения (Гвинейский, Мозамбикский) способствуют большому количеству осадков в прибрежных районах, а холодные течения (Сомалийская, Бенгельська) – наоборот, что привело к возникновению прибрежных пустынь (например пустыни Намиб).

Океаны имеют ограниченное влияние на климат Африки , поскольку окраины материка приподняты относительно центральной части.

Пассаты северного полушария переносят континентальный воздух с низкой относительной влажностью. Пассаты южного полушария, идущие со стороны Индийского океана, несут на восток массы влажнонеустойчивого воздуха.

Влияние океанов на климат Северной Америки

Существенные отличия в температурах на севере и юге материка обусловлены тем, что арктические воздушные массы без преград движутся далеко на юг, а тропические – наоборот, на север.

Потоки океанического воздуха Тихого и Атлантического океанов влияют только на климат побережья, поскольку центральная часть материка защищена горными системами.

Существенное значение в формировании климата Северной Америки играют Северный Ледовитый океан и Мексиканский залив. Теплые течения (Гольфстрим, Северотихоокеанское) повышают температуру и влажность, тем самым значительно смягчая климат. Холодные течения (Калифорнийское, Лабрадорское) влияют на климат, делая его более сухим и континентальным.

Влияние океанов на климат Южной Америки

Основная часть Южной Америки находится в экваториальных и тропических широтах. Климат материка очень теплый, за исключением крайнего юга, где ощутимо влияние Антарктиды.

Южная Америка – наиболее влажный материк на земном шаре. Такая особенность обусловлена циркуляцией воздушных масс. Юго-восточные и северо-восточные пассаты доставляют влажные воздушные массы от Атлантического океана.

Теплые Гвианское и Бразильское течения дополнительно насыщают воздух влагой и способствуют повышению количества осадков. А холодное Перуанское течение – наоборот способствует уменьшению осадков.
Отсутствие преград на востоке материка, позволяет ветрам проникать вглубь материка до Анд, принося с собой обильные дожди. На западе ситуация противоположная – Анды оберегают территорию материка от воздушных масс, движущихся со стороны Тихого океана, поэтому их влияние распространяется только на побережье.

Океаны являются системой жизнеобеспечения Земли, они регулируют глобальный климат, определяют температуру и управляют погодой, определяя количество осадков, засухи и наводнения. Кроме того, океаны являются крупнейшим в мире хранилищем углерода.

Увеличение выбросов углекислого газа, запас энергии и тепла из атмосферы накапливается в океане. Результатом этого являются более экстремальные погодные явления, изменение океанских течений, повышение уровня моря и температуры, а также таяние морского льда и ледяных щитов. Все это усугубляет негативные последствия загрязнения океана и чрезмерного вылова рыбы. Все эти изменения, в свою очередь, несут негативные последствия для человечества в целом.

Источник