На что влияет гольфстрим
Гольфстрим замедлил ход: какие аномалии грозят России
Ученые зафиксировали сильнейшую за тысячу лет остановку теплого течения
Специалисты из Германии, Ирландии и Британии зафиксировали рекордное за последнюю тысячу лет замедление Гольфстрима, сообщает The Guardian. Снижение активности теплого атлантического течения грозит России погодными аномалиями в ближайшие годы. Российский ученый рассказал, чем именно это может обернуться для нашей страны.
Ученые, которые изучали климат, царивший сотни лет назад, судили об активности Гольфстрима по косвенным признакам: ледяным кернам, записям в судовых журналах древних мореплавателей. Они установили, что ослабление течения началось с середины 19-го века и продолжилось в 20-м. Сейчас, по словам одного из авторов исследования Стефана Рамсторфа из Потсдамского института исследований воздействия на климат, ученые фиксируют остановку течения на 15 процентов. Такого ослабления не наблюдалось в течение последней тысячи лет.
Проблему усиливает таяние ледникового щита Гренландии, в результате которого Гольфстрим все больше подпитывается пресной водой, теряя скорость.
Дальнейшее ослабление атлантической циркуляции может, по данным специалистов из Университета Мэйнут в Ирландии и Университетского колледжа Лондона в Великобритании, привести к большему количеству штормов, обрушивающихся на Великобританию, более суровым зимам и увеличению разрушительных волн тепла и засух по всей Европе. Если циркуляция ослабнет еще на 34-45 процентов, система станет абсолютно нестабильной. В частности, может критически подняться уровень моря на атлантическом побережье США.
Ослабление циркуляции может не только вызвать более экстремальные погодные условия в Европе и на восточном побережье США, но и иметь серьезные последствия для морских экосистем Атлантического океана, нарушив популяцию рыб и других морских организмов.
Такое уже случалось неоднократно в истории Земли, почти тысячу лет назад и во времена викингов. Известно, что в результате остывания Гольфстрима, из-за того, что тепло не доходило до скандинавского полуострова, викинги плавали в поисках лучшей доли.
Гольфстрим замедлился до рекордных значений. Почему это важно и чего нам ждать?
Гольфстрим замедлился до рекордных в современной истории значений. Об этом говорят результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Geoscience коллективом ученых из университетов Германии, Великобритании и Ирландии. По их подсчетам, активность Гольфстрима еще не была такой низкой за последние, по меньшей мере, полторы тысячи лет.
Что такое Гольфстрим?
Это, пожалуй, самое известное из всех океанических течений. Но далеко не единственное: когда говорят о Гольфстриме, чаще всего речь идет о более масштабном явлении – Атлантической меридиональной циркуляции (АМОС). Она представляет собой гигантскую сеть морских течений в Северной Атлантике, а, строго говоря, Гольфстрим – лишь одна из ее частей.
Название Гольфстрим (Gulf Stream) переводится дословно как «течение залива». И неспроста: непосредственно сам Гольфстрим формируется путем слияния двух теплых течений, одно из которых – Юкатанское – несет теплые воды из Карибского моря и Мексиканского залива в Атлантику.
Там, у берегов Флориды, оно встречается с Антильским течением – именно в этой точке и берет свое начало Гольфстрим. Далее путь течения лежит вдоль побережья США и Канады, где, проходя т.н. Ньюфаундлендскую банку, Гольфстрим переходит в Северо-Атлантическое течение.
Оно, в свою очередь, распадается еще на несколько океанических потоков. Некоторые из них – например, Норвежское течение и течение Ирмингера – несут теплые воды в сторону европейских стран, тогда как Канарское течение, наоборот, разворачивается на юг, неся холодные воды в сторону экватора.
Там часть этих вод переходит в Североэкваториальное течение, которое в свою очередь является одним из источников Гольфстрима. Таким образом, круг замыкается.
Сам же Гольфстрим представляет собой своего рода водную «магистраль» шириной до 90 км. Его мощность оценивается в цифры, достигающие, по ряду данных, 150 свердрупов – так называется единица перемещения воды, эквивалентная 10 в шестой степени кубометров жидкости в секунду. Для сравнения – объем пресной воды, попадающий в океан со всех рек мир, составляет лишь 1,2 свердрупа.
Почему Гольфстрим важен?
Гольфстрим – своего рода «суперзвезда» среди течений. Хотя системы океанических течений состоят из огромного количества других водных потоков, именно к Гольфстриму было исторически приковано наибольшее внимание науки, общественности и массовой культуры.
Считается, что именно благодаря Гольфстриму порты Скандинавского полуострова не замерзают, позволяя Норвегии – одной из самых северных стран мира – пользоваться навигацией круглый год. Влияние Гольфстрима ощущается даже в России – именно благодаря теплым водам Северо-Атлантического течения не замерзает порт Мурманск.
В исторической ретроспективе мягкий климат Европы способствовал переселению в эти регионы людей, которые, несмотря на северные широты, могли развивать здесь сельское хозяйство и не беспокоиться о слишком суровой зиме.
Гипотетически, если бы не Гольфстрим, развитие государств в Северной Европе могло сложиться совсем иначе, поэтому неудивительно, что все внимание Западной цивилизации, ее образовательных центров, культуры и медиа всегда было приковано именно к Гольфстриму.
Впрочем, у этой идеи есть и свои противники. Версия о том, что причиной мягких зим в Европе является именно Гольфстрим, во многом отсылает нас к трудам климатолога Мэтью Фонтейна Мори в XIX веке. Впоследствии некоторые ученые уточняли: Гольфстрим играет в этом процессе определенную роль, но, возможно, не такую значимую.
К примеру, на такой гипотезе настаивает профессор Колумбийского университета Ричард Сигер (Richard Seager): он называет версию Мори не более, чем «мифом», отмечая, что куда большую роль в формировании теплых европейских зим играют другие факторы (в частности, западно-восточный перенос воздушных масс).
Что происходит с Гольфстримом?
Есть многочисленные свидетельства того, что он замедляется. В частности, об этом говорят результаты исследования ученых из Потсдамского института изучения климата, Университета в Мейнуте и Университетского колледжа в Лондоне.
Согласно исследованию, АМОС за последние полтора тысячелетия серьезно ослаб. Ученые утверждают, что он начал сильно замедляться в XIX веке, а уже к середине прошлого столетия его скорость достигла рекордно низкой отметки за последние 1600 лет.
Первое из обнаруженных замедлений Гольфстрима пришлось на 1850 год, т.е. на самый конец «малого ледникового периода» – относительного похолодания, которое пришлось на период с XIV по XIX вв. В следующий раз Гольфстрим замедлился столетие спустя, притом куда значительнее, чем в прошлый раз.
Разве полторы тысячи лет назад проводились исследования Гольфстрима?
Исследований Гольфстрима в период, когда еще существовала Римская империя, действительно не проводилось (по крайней мере мы о них не знаем). Детальные измерения АМОС начали активно проводиться лишь в начале 2000-х.
Поэтому ученые использовали косвенные, или прокси-данные. В ход шли различные источники, которые могли рассказать о том, какой была температура и соленость воды в тот или иной период.
В частности, исследователи изучали 11 разных прокси – в их числе измерение слоев льда и грунта на пути перемещения воды, популяции кораллов, а также ископаемые фораминиферы.
Раковина этих микроскопических организмов может многое рассказать о среде, в которой они обитали. Раковина фораминифер формируется из элементов и минералов, концентрация которых зависит от уровня солености и температуры воды в данный конкретный момент. Сопоставив эти значения с возрастом ископаемых, можно определить динамику активности течения.
Это первое подобное исследование?
Вовсе нет. В 2018 году коллектив британских и американских ученых пришел к схожим выводам: они подсчитали что АМОС за последние 150 лет был слабее, чем в любой момент на протяжении последних 1500 лет.
Исследователи Потсдамского института изучения климата Левке Сизар (Levke Caesar) и Стефан Рамшторф (Stefan Ramstorf), являющиеся соавторами недавней статьи о рекордном замедлении Гольфстрима, в том же году также представили результаты научного труда, согласно которому с середины 1950-х по настоящий момент Гольфстрим ослаб на 15%. Оба вышеупомянутых исследования хоть и пришли к схожим выводам, но различаются в датах начала замедления Гольфстрима. В первом случае авторы не упоминают антропогенный фактор в качестве ключевого, допуская, что АМОС начал слабеть еще до того, как выбросы парниковых газов достигли значительных масштабов.
2018 оказался очень продуктивным годом для исследователей Гольфстрима. Помимо вышеназванных работ, в том же году были опубликованы и данные ученых из Университета штата Вашингтон и Китайского университета изучения океанов. Ученые предположили, что ослабший Гольфстрим может оказать значительное влияние на климат всей планеты, в частности – способствовать повышению температуры атмосферы Земли.
Надо отметить, что не все измерения АМОС единогласно говорят о замедлении течения. В 2013 году ученые не нашли свидетельств стабильного замедления Гольфстрима, правда, за отрезок времени был взят промежуток в 20 лет.
Профессор Университета Стоуни-Брукс Чарльз Флэгг (Charles Flagg), один из авторов этого исследования, в комментарии «Голосу Америки» подтвердил, что он и его коллеги не обнаружили заметных признаков ослабления Гольфстрима. Однако он подчеркнул, что речь шла об отрезке между Бермудскими островами и Нью-Йорком, тогда как АМОС – куда более сложная система, в которой действительно возможен тренд на снижение активности.
Помимо прочего, новость о том, что «Гольфстрим остановился» или «перестал существовать» – не редкий сюжет в СМИ, блогах и социальных сетях, который, однако, далеко не всегда основан на реальных исследованиях.
Что будет дальше?
Дать точный и достоверный ответ научное сообщество пока не решается. В изучении климата и в том числе океанических течений собрано огромное количество информации и построено множество прогностических моделей, но климат – чрезвычайно сложный механизм, в котором огромное количество взаимосвязанных факторов позволяет нам пока выдвигать лишьгипотезы.
На это указывает и профессор Кристофер Шволм (Christopher Schwalm) из Центра климатических исследований Вудвелла. В комментарии «Голосу Америки» он подчеркивает, что прогнозы по динамике АМОС все еще представляют определенную сложность для науки ввиду того, что измерять Гольфстрим ученые начали лишь два десятилетия назад.
Собеседник «Голоса Америки» заявляет: коллапс Гольфстрима действительно возможен, при этом, по ряду прогнозов, подобное может произойти в 2300-х гг. при интенсивном использовании ископаемых видов топлива (и, соответственно, выделении парниковых газов).
Куда более интересным вопросом, по его мнению, является то, когда будет (и будет ли) преодолена та самая точка невозврата, после которой изменения Гольфстрима окажутся необратимыми. Он отмечает, что при сохранении нынешней динамики подобной точки АМОС может достигнуть уже в этом столетии.
На подобную тенденцию обращает внимание и, пожалуй, самая влиятельная экспертная группа по данной теме – Межправительственная группа экспертов по изменению климата, МГЭИК. Именно она готовит доклады, которые ложатся в основу работы Рамочной конвенции ООН по изменению климата (те самые известные Киотское и Парижское соглашения), а сами доклады являются своего рода мировым научным консенсусом по вопросам климата.
Авторы доклада 2014 года указывают, что «крайне маловероятно», что радикальные изменения АМОС или полный коллапс системы возможны в 21 веке.
При этом эксперты соглашаются, что ослабление АМОС будет продолжаться. Согласно существующим моделям, в этом веке североатлантическая сеть течений может ослабнуть на 11% в сценарии, при котором пик выбросов парниковых газов должен был быть достигнут в 2010-2020, после чего произойдет спад (так называемый сценарий RCP2.6). Согласно более пессимистичному сценарию, RCP8.5 (предполагающему, что выбросы газов продолжат расти), АМОС может ослабнуть, в среднем, до 34%.
Дальнейшее ослабление Гольфстрима ожидает и упомянутая выше профессор Левке Сизар. Ссылаясь на недавние исследования, она рассказала «Голосу Америки» о вероятности того, что АМОС может ослабнуть на 34-45% до конца этого столетия. При этом, по ее мнению, темп замедления будет сильно зависеть от количества выбросов парниковых газов в атмосферу.
По ее словам, пугающий сценарий, который нередко звучит в блогах и социальных сетях – о том, что «Гольфстрим остановился», – в той или иной степени гипотетически возможен. Если АМОС достигнет условной точки невозврата, его активность может снизиться до чрезвычайно низких значений. Однако зафиксировать полную и однозначную остановку Гольфстрима вряд ли получится, учитывая масштабы и сложность циркуляции воды в океане.
Как замедление АМОС повлияет на климат?
Существующие гипотезы предполагают, что ослабший Гольфстрим действительно окажет влияние на климат в Атлантике.
«Дальнейшее замедление АМОС может способствовать возникновению экстремальных погодных условий в Европе, таких как изменение пути следования снежных бурь и, возможно, их усиление, – заявляет профессор Сизар. – Согласно другим исследованиям, возможными последствиями станут периоды сильной жары или снижение количества осадков в летний период».
По ее словам, сейчас следует волноваться о том, что мы пока не знаем, какие именно могут быть последствия от замедления АМОС.
Другим возможным эффектом от изменения Гольфстрима может стать и повышение уровня океана. Эта гипотетическая проблема актуальна уже не для Европы, а для Соединенных Штатов.
Из-за вращения Земли происходит смещение водных масс к востоку (в Северном полушарии), в обратную сторону от побережья США. В случае ослабления течения у берегов Соединенных Штатов будет накапливаться больше воды, и многие густонаселенные районы – в том числе Нью-Йорк, Бостон, Майами – столкнутся с повышением уровня океана.
По словам профессора Сизар, изменение АМОС уже влияли на погоду в Европе. В частности, аномально жаркое лето 2015 года, как считают ученые, частично связано как раз таки с низкой активностью АМОС.
Следует ли опасаться сюжета фильма «Послезавтра» в реальности?
Опасения, что Гольфстрим может остановиться, проникли и в массовую культуру. Так, по сюжету фильма-катастрофы Роланда Эммериха «Послезавтра» Северо-Атлантическое течение внезапно остановилось, что вызвало масштабные катастрофы по всему миру.
Зрителям показывают последовавшие за этим стихийные бедствия: на жителей Токио падает гигантский град, Лос-Анджелес уничтожает торнадо, огромное цунами обрушивается на Нью-Йорк, после чего следует резкое похолодание, мгновенно превращающее Манхэттен в глыбу льда.
По словам профессора Левке, бояться развития такого сценария не стоит. По сюжету фильма, катаклизмы обрушились на Землю в течение нескольких недель. В реальности, даже если точка невозврата окажется пройдена и активность АМОС будет стабильно снижаться, последствия мир ощутит через куда больший промежуток времени.
Ее коллега, Стефан Рамшторф, на своем сайте прокомментировал выход фильма в 2004 году. Он указал на ряд научных ошибок (например, принцип образования цунами, уничтожившего в фильме Нью-Йорк), но при этом отдал должное создателям фильма, не претендующим на научную точность.
Более того, он отмечает, что фильм достаточно точно передает то, как работают климатологи, и их взаимодействие с людьми, принимающими политические решения.
Не менее важно и то, что блокбастер о последствиях остановки Гольфстрима дает зрителям важные, на взгляд Рамшторфа, посылы. «Этот фильм дает возможность получить базовое представление о правильных вещах: человечество все больше влияет на климат, а это – весьма опасный эксперимент, – пишет Рамшторф. – В конце концов, наше понимание того, как функционирует климат, все еще очень ограничено, так что мы должны быть готовы к неожиданностям по мере того, как продолжается наш эксперимент с атмосферой планеты».
Течение Гольфстрим: где начало, история открытия, влияние на климат
Наиболее известным океаническим течением на нашей планете является Гольфстрим – мощный тёплый поток в Атлантическом океане, обеспечивающий странам Западной и Центральной Европы мягкие, благодатные климатические условия. Гольфстрим является глобальным фактором влияния на климат.
Многие учёные считают, что его активность в течение ближайших десятилетий может существенно снизиться, что повлечёт за собой изменение климата во многих странах.
Гольфстрим: история открытия
Как и многие географические объекты, Гольфстрим был открыт совершенно случайно. После путешествий Христофора Колумба к берегам сказочного Эльдорадо, как тогда называли Южную Америку, в Европе ходило множество самых фантастических слухов о новых землях. Так, чрезвычайно популярна была легенда об острове Бимини, на котором якобы течёт родник вечной молодости. Каждый, кому посчастливилось погрузиться в его воду, чудесным образом становился молодым и совершенно здоровым. Это слух был настолько распространён, что в 1513 году испанский король разрешил сподвижнику Колумба, некоему дворянину Понсе де Леону, отправиться на поиски Бимини, чтобы присоединить его к Испании. Король даже был согласен отдать источник молодости в собственность семейства де Леон.
Команда де Леона состояла, по большей части, из пожилых людей, надеявшихся вернуть себе молодость и здоровье. В поисках чудесного острова флотилия исследовала множество мелких островков в Карибском море, но источник, дарующий молодость, никак не обнаруживался. Наконец перед кораблями появился берег неизвестной земли. Поскольку это произошло в день праздника Цветущей Пасхи (по-испански Паскуа Флорида), предполагаемый остров был назван Флоридой. Молодильной воды не было и здесь, поэтому де Леон решил обогнуть остров, чтобы нанести его очертания на карту.
Когда корабли достигли южной оконечности Флориды, то неожиданно были подхвачены мощным течением, которое стало уносить их в океан. Моряки были поражены невиданной силой потока, а также цветом воды «морской реки», разительно отличавшейся от бирюзово-зеленоватой воды Атлантики. Струя течения была тёмно-синей и ярко выделялась на фоне светлых вод океана. Один из наиболее опытных моряков предположил, что течение принесёт корабли к берегам Европы. Так и произошло.
Впоследствии течение было названо Гольфстримом (от английского gulf stream, что означает «течение из залива»), поскольку долгое время считалось, что Гольфстрим вытекает из Мексиканского залива.
Откуда течёт Гольфстрим?
В настоящее время Гольфстрим изучен достаточно хорошо, измерена сила его потока и установлено, что он представляет собой целую сеть крупных и относительно небольших течений, причиной появления которых стало вращение Земли и пассаты – ветры, дующие в экваториальном поясе планеты.
Гольфстрим берёт начало в экваториальной зоне океана неподалёку от Багамских островов. Предшествующее Гольфстриму Юкатанское течение проходит мимо побережья Кубы в Мексиканский залив и возле Багамских островов соединяется с Антильским течением. Именно в этот момент на свет появляется Гольфстрим.
Течение проходит с юга на север вдоль восточного побережья Северной Америки, затем сворачивает в западном направлении к центру Атлантики, проходит через него и приближается к северо-западной оконечности Европы. Огибая Британские острова и Скандинавский полуостров, тёплый Гольфстрим отдаёт своё тепло воздушной массе, формируя обогревающие Европейский континент тёплые ветры. Миновав Большую Ньюфаундлендскую банку, Гольфстрим превращается в Северо-Атлантическое течение, которое вначале направляется на северо-восток, где окончательно остывает, а затем устремляется на юг.
Как Гольфстрим влияет на климат?
Сложно переоценить воздействие Гольфстрима на климат нашей планеты. Зарождаясь в тёплых водах экваториальной зоны, он переносит часть аккумулированного тепла в северную часть планеты, служа своеобразным обогревателем для северо-западной части Европейского материка. Благодаря Гольфстриму, зима во многих европейских странах гораздо мягче, чем в других частях Евразии, расположенных на той же широте. Северная Америка, напротив, почти не испытывает влияния на климат со стороны Гольфстрима, поскольку ветры, образующиеся над тёплым течением, уносят нагретый воздух в океан, а не к суше.
В настоящее время существует гипотеза о периодическом уменьшении активности Гольфстрима и связанных с этим явлением климатических изменениях. Известно, что в период Средневековья климат Европы был более суровым, чем сейчас, и потепление связывают именно с влиянием Гольфстрима. Некоторые учёные предполагают, что вскоре течение вновь потеряет силу, и страны Европы через несколько десятилетий ожидает очередное похолодание. Так это или нет – мы вскоре увидим своими глазами.
Замедление Гольфстрима побило рекорд за тысячу лет. Как это отразится на климате?
Потсдамский институт исследований воздействия на климат опубликовал научную статью, из которой следует, что Гольфстрим за последние десятилетия замедлился, побив тысячелетний отрицательный рекорд. Скорость этого теплого атлантического течения не была настолько низкой как минимум десять веков. Как эти изменения отразятся на климате, разбирался наш научный обозреватель Николай Гринько.
Из школьных уроков географии мы помним, что Гольфстрим несет с экватора на север огромные массы теплой воды: его скорость достигает 35 километров в час, ширина – до 90 километров, температура на поверхности – 26 градусов тепла. 20 миллионов кубометров нагретой воды в секунду – такова производительность этого планетарного нагревателя.
Понятно, что такой теплоперенос не может не оказывать влияния на климат планеты. Именно Гольфстрим обогревает европейские страны, прилегающие к Атлантическому океану: климат там мягкий, поскольку огромные массы воздуха, нагретые течением, смягчают зиму и продлевают лето. Без такой тепловой поддержки среднегодовые температуры в Норвегии были бы ниже градусов на 20, а в суровом Мурманске (которому тоже достается тепло Гольфстрима) было бы холоднее на целых 12 градусов.
Поскольку никто не измерял скорость Гольфстрима во времена Христа, Магеллана или Вильгельма I Завоевателя, ученые из Ирландии, Великобритании и Германии собрали так называемые прокси-данные: сведения об океанических отложениях, в которых были проанализированы такие неочевидные, на первый взгляд, параметры, как форма и размеры песчинок, из которых они сложены. Песок переносится водой, песчинки бесчисленное множество раз ударяются друг о друга, и чем выше скорость потока, тем мельче будет каждая из них. Кроме того, изучались кольца деревьев, ледяные керны, кораллы, а также исторические данные вроде хроник и судовых журналов.
На основе полученных данных исследователи составили график средней скорость Гольфстрима и установили, что сейчас он движется на 15% медленнее, чем всю последнюю тысячу лет, причем это замедление произошло скачкообразно – в последние полвека. Поскольку никакие существенные геологические факторы в эти десятилетия не изменялись, ученые сделали вывод, что во всем виновата деятельность человека.
К исследованиям подключились климатологи, которые подсчитали, что если глобальное потепление не снизит темпы, то к 2100 году Гольфстрим ослабнет еще на 45%. Правда, выстроить окончательную климатическую модель ученые пока не могут, поскольку в ней слишком много неучтенных факторов. И вообще глобальное прогнозирование погоды – дело очень сложное: человечество не в состоянии даже более или менее достоверно предсказать послезавтрашний дождик. Ясно одно: без постоянного поступления теплой экваториальной воды в Северном полушарии будет намного холоднее, чем сейчас.
Конечно, существуют и другие мнения. Некоторые ученые напоминают, что в Тихом океане нет такой мощной системы переноса тепла, как Гольфстрим (есть другие, но не такие сильные). Да, в странах Северного полушария, омываемых этим океаном, нет мягкого климата, но и ледникового периода там тоже не наблюдается.
Мы не знаем, что будет, если Гольфстрим исчезнет (и исчезнет ли он вообще). Не знаем, виновато ли в его замедлении глобальное потепление. Не знаем, виновата ли в глобальном потеплении деятельность человека. Все, что мы сегодня можем сделать, – это постараться снизить наше влияние на экосистему планеты. Даже если это никак не повлияет на Гольфстрим, нам все равно будет чуть комфортнее жить на Земле. Хотя…