Как данные об океане за XIX век помогут нам предсказывать последствия изменения климата
Этим летом фантазии на тему конца света будто стали реальностью: по всему земному шару происходят природные катаклизмы, количество которых, очевидно, будет только расти. Но ученые уже придумали, как прогнозировать будущие изменения и минимизировать потери. В этом помогут измерения, сделанные исследователями еще в 1870-х годах.
Только за последний месяц наводнения нанесли беспрецедентный ущерб Западной Европе — в Германии и Бельгии погиб 201 человек, а китайский город Чжэнчжоу получил за три дня годовой уровень осадков. Напротив, Россия, США и Канада борются с небывалыми лесными пожарами, вызванными экстремальной жарой и засухой. «Такие экстремальные погодные явления, вероятно, станут более частыми в будущем», — заявил Джонни Чан специалист в вопросах атмосферы Земли, профессор в Городском университете Гонконга.
Все эти проблемы связаны с изменениями климата. С повышением средней температуры на планете на 1°C количество влаги, которую может удерживать атмосфера, увеличивается на целых 7%. Больше влаги — больше осадков, и наоборот, засушливые регионы будут еще быстрее терять влагу из-за испарения. Знание того, как менялось количество осадков может помочь ученым предсказать изменения и успеть предупредить людей.
Предсказания — это, конечно, замечательно, но как мы можем объективно оценить режимы осадков в разные эпохи, если у нас только недавно появились спутниковые технологии, которые проводят точные измерения? Все это ученые тоже предусмотрели и создали метод, который использует данные о солености океана на его поверхности, чтобы спрогнозировать, как изменятся сезонные осадки над сушей. По сути, ученые придумали, как можно использовать океан в качестве огромного измерителя дождя.
Средняя соленость поверхности океана составляет около 35г соли на каждый килограмм морской воды. В субтропиках испаряется больше воды, оттого она соленее, а в тропиках и полярных регионах наоборот. Именно этот показатель отражает, сколько снега и дождя выпадет.
Используя измерения, полученные исследовательскими судами, международная группа ученых из США и Китая в прошлом году показала, что с 1960-х соленые районы океана стали более солеными, а более пресные - еще более пресными. Поэтому за последние 70 лет глобальный водный цикл испарения осадков усилился. Эта информация заинтересовала ученых из Национального центра океанографии в Великобритании, они пошли дальше — узнавать, какой была соленость в начале индустриальной эпохи, до того, как наблюдения за мировым океаном стали доступнее науке.
Тут помогли два грандиозных новаторских кругосветных океанографических плавания, совершенных в 1870-х годах. С путешествием судна «Челленджер» с 1872 по 1876 годы связывают начало крупномасштабных научных исследований мирового океана. Капитан Джон Мюррей написал многочисленные отчеты и подробно задокументировал открытия в морской биологии, геологии, физике и химии. Немецкий рейс «Газелле» проводил аналогичные измерения в 1874-1876 годах, но ни один из кораблей не измерял соленость. Тогда вообще плохо понимали, что это. Однако они тщательно измерили удельный вес образцов морской воды.
Это помогло британским ученым сравнить изменения солености до и после 1960-го. Исследователи преобразовали значения веса в соленость и обнаружили точно такую же тенденцию — соленые районы становятся еще более солеными и наоборот. Однако скорость изменений за 80 лет до начала индустриальной эпохи была вдвое ниже, чем с середины ХХ века и до наших дней. Проще говоря, тенденция ускоряется, соответствуя ускорению изменений температуры поверхности океана за последние 150 лет. Усиливается также круговорот воды в природе, отчего наводнения и засухи становятся интенсивнее.
Исследователи из Великобритании создали сложные модели океана и атмосферы, выявляющие сложные взаимосвязи между соленостью поверхности океана, количеством осадков и температурой моря и воздуха. Разработчики «перепрогнозировали» изменения, загрузив данные XIX века. Модель еще раз показала то, что уже и так произошло.
Подробнее с исследованием можно ознакомиться в научном журнале Nature.