Исследователи из Ливерпульского университета разработали новый метод измерения памяти океана, показавший, что Северная Атлантика сохраняет свою память почти два десятилетия — гораздо дольше, чем предполагалось ранее.Исследовательская группа под руководством Ливерпульского университета запустила новый метод измерения памяти океана, показавший, что память океана в Северной Атлантике сохраняется от одного до двух десятилетий — гораздо дольше, чем предполагалось ранее.
Атмосфера и океаны неразрывно связаны между собой: изменяющаяся атмосфера вызывает колебания температуры океана. Однако, поскольку атмосфера и океан имеют разные временные масштабы, атмосфера меняется гораздо быстрее, чем океан, и океан обладает способностью хранить избыточное тепло в течение многих лет, что часто называют «памятью океана».
Поэтому может быть сложно выделить и понять, как краткосрочные изменения в атмосфере влияют на долгосрочные колебания температуры океана, особенно в десятилетних масштабах времени. Чтобы решить эту проблему, исследователи внедрили систему памяти океана, которая позволяет им анализировать и количественно оценивать вклад атмосферы в изменения океана. Эта структура использовалась для изучения того, как Североатлантическое колебание, доминирующая атмосферная картина в Северном полушарии, влияет на десятилетние колебания субполярных температур Северной Атлантики. По прогнозам, временные рамки памяти океана для субполярного региона Северной Атлантики будут порядка десятилетий — именно столько времени требуется, чтобы температурные аномалии сохранялись и перераспределялись в океане, прежде чем рассеяться.
Аномальное атмосферное воздействие изменяет состояние океана посредством двух механизмов: краткосрочных локальных эффектов, включающих тепловые потоки воздух-океан и циркуляцию Экмана, и долгосрочных эффектов в дальней зоне, включающих изменения в опрокидывании и циклоидальной циркуляции. Эта структура включает в себя оба эффекта с использованием методов функции Грина, что позволяет количественно оценить вклад памяти океана и атмосферных воздействий на тепловую изменчивость океана. Эта структура используется для изучения влияния Североатлантического колебания (САК) на изменчивость Северного Атлантического океана, включая десятилетнюю изменчивость Атлантики. Изменения в скорости Североатлантического круговорота и Североатлантических струй объясняют до 30% десятилетней изменчивости океана, обусловленной, главным образом, временными изменениями в переносе тепла в океане. Следовательно, десятилетние колебания температуры океана не могут быть точно смоделированы исключительно как пассивные реакции на стохастические атмосферные воздействия.
Память океана относится к устойчивости условий океана и является основным источником предсказуемости климатической системы за пределами синоптических временных рамок. Однако фундаментальный вопрос «Как долго длится память океана?» не было ясно. Причина сложности определения памяти океана заключается в том, что постоянные изменения атмосферных воздействий маскируют долгосрочные последствия циркуляции океана.
В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, команда сообщила, что им удалось количественно оценить память океана, отслеживая эволюцию температуры океана в ответ на одно экстремальное атмосферное событие.
Авторы связывают долговременную память Северной Атлантики с медленными изменениями в циркуляции океана и переносе тепла. Их результаты показывают, что колебания температуры океана влияют на региональный климат, например, на температуру воздуха, на протяжении более десяти лет. Исследование также поддерживает тщательный анализ данных наблюдений для улучшения прогнозов климата на следующее десятилетие.
Доктор Хемант Хатри из Ливерпульского университета, первый автор статьи, сказал: «Это исследование рассматривает фундаментальный вопрос о том, что на самом деле представляет собой память океана. Новая структура памяти океана раскрывает физические механизмы многолетней памяти океана, прокладывая путь к новым способам оценки климатических моделей».
Профессор Рик Уильямс из Ливерпульского университета является одним из соавторов статьи: «Мы впервые измерили память океана. Мы обнаружили, что современные климатические модели значительно недооценивают память океана по сравнению с оценками, основанными на наблюдениях, с оценками всего 8-10 лет. Эта значительная разница в памяти океана может оказать существенное влияние на точность десятилетних прогнозов климата этих моделей. Наша работа показывает, как океан влияет на наш климат и как понимание изменений температуры океана может улучшить навыки прогнозы климата на следующее десятилетие».
Составлено из /ScitechDaily
DOI:10.1029/2024GL110333