Не стихают слухи об ослаблении Гольфстрима, которое происходит то ли из-за утечки нефти в Мексиканском заливе, то ли из-за сильного таяния арктических льдов, и о том, что это грозит нам неслыханными климатическими катастрофами, вплоть до наступления нового ледникового периода. В редакцию приходят письма с просьбой разъяснить, действительно ли тёплое течение скоро исчезнет. На вопросы читателей отвечает кандидат физико-математических наук Евгений Володин, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики РАН.

Гольфстрим — это тёплое течение в Мексиканском заливе, которое огибает Флориду, течёт вдоль восточного побережья США примерно до 37-го градуса с.ш. и затем отрывается от побережья на восток. Подобные течения существуют и в Тихом океане — Куросио, и в Южном полушарии. Уникальность же Гольфстрима состоит в том, что после отрыва от американского берега он не поворачивает обратно в субтропики, а частично проникает в высокие широты, где уже называется Северо-Атлантическим течением. Именно благодаря ему на севере Атлантики температура на 5—10 градусов выше, чем на аналогичных широтах в Тихом океане или в Южном полушарии. По этой же причине Северное полушарие в целом немного теплее Южного. 

Первопричина такой необычности Северной Атлантики состоит в том, что воды над Атлантическим океаном испаряется немного больше, чем выпадает в виде осадков. Над Тихим океаном, наоборот, осадки немного преобладают над испарением. Поэтому в Атлантике вода в среднем несколько солонее, чем в Тихом океане, а значит, тяжелее, чем более пресная тихоокеанская, и потому она стремится опуститься на дно. Особенно интенсивно это происходит на севере Атлантики, где солёную воду утяжеляет ещё и охлаждение на поверхности. На место опустившейся в глубину воды в северную Атлантику приходит вода с юга, это и есть Северо-Атлантическое течение.

Рис.1. Аномалия (отклонение) температуры поверхности в сентябре—ноябре 2010 года по сравнению с сентябрём—ноябрём 1970—2009 годов. Данные NCEP (National Centers for Environmental Prediction, США)

Таким образом, причины, обуславливающие Северо-Атлантическое течение, глобальны, и вряд ли на них может существенно повлиять такое локальное событие, как разлив нефти в Мексиканском заливе. По самым пессимистическим оценкам, площадь нефтяного пятна составляет сто тысяч квадратных километров, в то время как площадь Атлантического океана чуть меньше ста миллионов квадратных километров (то есть в тысячу раз больше пятна). Согласно данным атмосферного реанализа NCEP (National Centers for Environmental Prediction, США) — синтезированным данным спутников, станций наземных наблюдений, зондирований, «усвоенных» моделью динамики атмосферы (atmospheric model of NCEP’s Global Forecast System — GFS), с тёплыми течениями Северной Атлантики ничего страшного пока не случилось. Взгляните на карту, составленную на основе этих данных (рис. 1). В сентябре—ноябре 2010 года отклонение температуры поверхности в Мексиканском заливе, а также в той части Атлантики, где проходят Гольфстрим и Северо-Атлантическое течение, от среднего значения в те же месяцы 1970—2009 годов не превышает одного градуса Цельсия. Лишь на северо-западе Атлантики, в области холодного Лабрадорского течения, эти аномалии достигают двух-трёх градусов. Но и такая величина сезонных аномалий вполне обычна и наблюдается в том или ином регионе почти ежегодно.

Не подтверждаются и сообщения о том, что Гольфстрим между 76 и 47 меридианами в 2010 году стал холоднее на 10 градусов Цельсия. Как следует из данных GODAS (Global Ocean Data Assimilation System — система усвоения всех имеющихся данных наблюдений — спутников, кораблей, буёв и т.д. — с использованием модели динамики океана), которые можно свободно скачать с сайта http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/gridded/data.godas.html, средняя температура поверхности океана в июне 2010 года между примерно 40 и 70 градусами з.д. была ниже, чем в июне 2009 года, всего на один-два градуса и лишь в одном месте — почти на три градуса (рис. 2). Но такие аномалии температуры вполне укладываются в рамки естественной изменчивости. Обычно они сопровождаются «отклонениями» другого знака в соседних районах океана, что и происходило летом 2010 года, согласно данным GODAS. Так что если их усреднить по всей северной Атлантике, то среднее температурное отклонение было близко к нулю. К тому же такие явления живут обычно несколько месяцев, и осенью отрицательная аномалия уже не прослеживалась (рис. 3).

Рис.2. Разница температур поверхности океана в июне 2010 года и июне 2009 года. Данные GODAS

Существование Гольфстрима хорошо подтверждают и данные GODAS по горизонтальным скоростям течения на глубине 50 м, осреднённые за июнь 2010 года. Карта, составленная на основе этих данных (рис. 4), показывает, что Гольфстрим, как и всегда, течёт через Мексиканский залив, вокруг Флориды и вдоль восточного берега США. Затем он отрывается от берега, становится шире, одновременно скорость течения падает (как и должно быть), то есть не прослеживается ничего необычного. Примерно так же, по данным GODAS, Гольфстрим течёт и в другие месяцы 2010 года. Отметим, что 50 м — наиболее характерная глубина, на которой Гольфстрим виден лучше всего. Скажем, поверхностные течения могут отличаться от тех, что на глубине 50 м, чаще всего из-за влияния ветра.

Впрочем, в истории были случаи, когда происходили события, аналогичные тем, что описываются в распространённых сейчас «страшилках». Последнее такое событие произошло около 14 тысяч лет назад. Тогда заканчивался ледниковый период, и на территории Северной Америки из растаявшего льда образовалось огромное озеро, запруженное ещё не растаявшим ледником. Но лёд продолжал таять, и в какой-то момент вода из озера начала вытекать в Северную Атлантику, распресняя её и тем самым препятствуя опусканию воды и Северо-Атлантическому течению. В результате в Европе заметно похолодало, особенно зимой. Но тогда, по существующим оценкам, воздействие на климатическую систему было огромным, ведь поток пресной воды составлял около 106 м3/с. Это более чем на порядок превышает, например, современный сток всех российских рек.

Рис.3. Разница температур поверхности океана в сентябре—ноябре 2010 года и сентябре—ноябре 2009 года. Данные GODAS

Ещё один важный момент, который хотелось бы подчеркнуть: среднесезонные аномалии атмосферной циркуляции в умеренных широтах в очень небольшой степени зависят от аномалий температуры поверхности океана, в том числе и такие крупные, какие наблюдались этим летом в Европейской России. Специалисты по сезонному прогнозу погоды утверждают, что лишь 10—30% отклонений от «нормы» среднесезонной температуры в каком-либо пункте на территории России обусловлены аномалиями температуры поверхности океана, а остальные 70—90% — результат естественной изменчивости атмосферы, первопричина которой неодинаковое нагревание высоких и низких широт и предсказать которую на срок более двух-трёх недель практически невозможно (см. также «Наука и жизнь» № 12, 2010 г.).

Именно поэтому считать наблюдавшиеся аномалии погоды в Европе летом 2010 года или ещё в какой-либо сезон результатом лишь влияния океана ошибочно. Если бы это было так, сезонные или месячные отклонения погоды от «нормы» легко бы предсказывались, поскольку крупные аномалии температуры океана, как правило, инерционны и живут не меньше нескольких месяцев. Но пока хороший сезонный прогноз погоды не удаётся ни одному прогностическому центру в мире.

Рис.4. Скорости течения в июне 2010 года на глубине 50 м, по данным GODAS. Стрелками указано направление, цветом — величина скорости (м/с)

Если же говорить конкретно о причинах аномалии лета 2010 года в России, то она была вызвана взаимодействием двух случайно совпавших факторов: блокирующего антициклона, который обусловил перенос воздуха в центральные области России преимущественно с востока—юго-востока, и почвенной засухи в Поволжье и Предуралье, что позволило распространяющемуся воздуху не тратить тепло на испарение воды с поверхности. В результате повышение температуры воздуха у поверхности получилось действительно беспрецедентным за весь период наблюдений. Однако вероятность возникновения блокирующего антициклона и почвенной засухи в Поволжье мало зависит от аномалий температуры поверхности океана, в том числе и в районе Гольфстрима.

Автор: Е. ВОЛОДИН кандидат физико-математических наук
Источник: «Наука и жизнь«