О причинах климатических изменений в глубинных слоях

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН - Москва
О причинах климатических изменений в
глубинных слоях субарктической Атлантики:
вклад региональных атмосферных процессов
и глобального изменения климата
Сарафанов А.А. - Фалина А.С. - Гулев С.К. - Соков А.В.
Федеральная целевая программа «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы
Проект «Мониторинг ключевых климатически значимых параметров океана
для эффективного прогнозирования изменений климата»
(шифр заявки «2009-1.1-220-006-012»)
Федеральная целевая программа «Мировой Океан»
на 2009-2013 годы
Проект «Исследование аномалий энергообмена в системе океан-атмосфера,
их связи с глобальной океанской циркуляцией и влияние на климатические
колебания на территории России»
(шифр заявки «2008-МО-1-01-01»)
В рамках Научной школы профессора С.К. Гулева
«Роль океана в колебаниях климата» НШ-1566.2008.5
Океан и изменения климата
Глобальное
потепление:
Рост T°C
в атмосфере
и в верхних
слоях океана
[IPCC, 2007;
Levitus et al.,
2009]
?
Затронули ли
изменения
климата
глубинные
слои океана и
межширотную
циркуляцию
Океанский конвейер ‘начинается’ в субарктической Атлантике, где
поверхностные воды океана погружаются вследствие охлаждения
1
Мониторинг вод субарктической Атлантики
Район мониторинга
Разрез по 60° с.ш. (1997 – 2009 гг.)
Схема циркуляции промежуточных и глубинных вод
2
Глобальное потепление - Распреснение глубинных вод –
Already a day after tomorrow?
[Curry et al., 2003; Hansen et al., 2004]
[Dickson et al., 2002]
Глобальное потепление
таяние ледников Арктики и
интенсификация глобального
гидрологического цикла
распреснение вод арктического
бассейна
ослабление
зимней
конвекции в
арктическом
регионе
Распреснение
глубинных вод
Атлантики
1960-е – 1990-е гг.:
Распреснение
промежуточных
и глубинных вод
в субарктической
Атлантике
?
замедление меридиональной
термохалинной циркуляции
в Атлантике
Следствие
глобального потепления
3
4
[Sarafanov et al., 2007, Geophys. Res. Lett.]
Смена тенденции – осолонение и потепление
В середине 1990-х гг. тенденция изменилась.
С 1997 по 2006 гг. температура и соленость промежуточных
и глубинных вод повысились (+0.3°C, +0.03 – 0.04 епс)
Соленость глубинных вод и Североатлантическое колебание
Многолетние изменения
температуры и солености
промежуточных и глубинных
вод субарктической
Атлантики согласуются с
многолетними изменениями
индекса САК
[Sarafanov, 2009]
5
Тесная связь между характеристиками глубинных вод и САК
[Sarafanov, 2009, ICES J. of Marine Science, 2009]
Корреляция между соленостью
водных масс и индексом САК:
R2 = 0.64 – 0.67, p < 0.01
низкий
индекс САК
теплые и соленые
воды
высокий
индекс САК
холодные пресные
воды
Изменения солености глубинных
вод в субарктической Атлантике
обусловлены региональными
атмосферными процессами
6
Передача сигнала САК в глубинные слои океана
7
зимний индекс САК
[Sarafanov, 2009, ICES J. of Marine Science]
(разница атмосферного давления между Азорским
максимумом и Исландским минимумом)
Интенсивность западного
переноса над субарктической
Атлантикой
интенсивность и
зональная
протяженность
субполярного
круговорота
интенсивность
зимней
конвекции в
море Лабрадор
T и S вод
TиS
северо-восточной
Атлантики
Лабрадорской
водной массы
(<1000 м)
(1000-2000 м)
температура (Т) и соленость (S)
глубинных вод (>2000 м)
САК – естественные региональные атмосферные изменения
скользящее 11-летнее осреднение
В изменениях индекса САК в 1950-х – 2000-х гг. нет ничего необычного.
Максимум индекса САК, аналогичный 1990-х гг., имел место и в начале ХХ века.
см., например, [Semenov et al., GRL, 2008]
8
Изменения интенсивности циркуляции глубинных вод
9
[Sarafanov et al., 2009]
Изменения расхода
Западного глубинного
пограничного течения (ЗГПТ)
(а) Разрезы (1991–2007 гг.)
(б) Увеличение расхода ЗГПТ
(1991–2007 гг.)
(в) Аномалии расхода ЗГПТ
и толщины Лабрадорской
водной массы
(г) Зависимость
коэффициента
корреляции
от сдвига двух рядов
Признаков замедления межширотной циркуляции вод Атлантики не найдено.
Выявлена связь между расходом ЗГПТ и аномалиями интенсивности конвекции в
регионе, связанными с естественными атмосферными аномалиями (САК).
10
Выводы
■
Распреснение промежуточных и глубинных вод
Северной Атлантики в 1960-е – 1990-е гг.
НЕ связано с глобальным потеплением
■
В 2000-х гг. температура и соленость глубинных вод
‘вернулись’ к значениям, характерным для 1970-х гг.
■
Признаков прогнозируемого замедления
межширотной циркуляции вод Атлантики не найдено
■
Современные изменения температуры,
солености и циркуляции вод субарктической Атлантики
– часть естественных климатических вариаций
Спасибо !