Новый анализ показывает, что модели неточно отражают, как пресные поверхностные воды Арктики смешиваются с более глубокими водами, что способствует недооценке опреснения поверхности Арктики.

Поверхность Северного Ледовитого океана становится более пресной. По мере того, как изменение климата прогрессирует, сдвиги в таких процессах, как выпадение осадков и таяние льда, снижают солёность поверхностных вод Арктики, что может нарушить морские экосистемы и накопление углерода. Однако компьютерные модели, предназначенные для помощи в прогнозировании последствий изменения климата, не точно отражают реальные наблюдения солёности поверхности Арктики - и непонятно почему.

Новое исследование (Rosenblumetal., GeophysicalResearchLetters, https://doi.org/10.1029/2021GL094739, 2021) предполагает, что два поколения одной из наиболее широко используемых современных климатических моделей искажают смешение пресных поверхностных вод Арктики с более глубокими водами. Эта ошибка, по мнению авторов, способствует недооценке снижения солёности поверхности в регионе. 

Эти новые идеи явились результатом анализа результатов двух сложных моделей системы Земли, Модели системы Земли (CESM) версий 1.1 и 2, используемых, чтобы помочь учёным давать более качественные прогнозы. Исследователи использовали модели для оценки солёности канадского бассейна Северного Ледовитого океана в 1975 году и с 2006 по 2012 годы и сравнили эти оценки с реальными измерениями солёности для того же региона и в те же периоды времени. 

В отличие от предыдущих исследований, в которых изучалась недооценка солёности в Арктике, исследователи рассматривали сезонные изменения солёности, а не только годовые данные. Они использовали годичные наблюдения подо льдом, собранные учёными в 1975 году во время совместного эксперимента по динамике льда в Арктике, а также с помощью автоматических приборов, прикрепленных к морскому льду с 2006 по 2012 годы.

Анализ показал, что оценки обеих моделей не соответствовали наблюдениям. Хотя оценки точны для 1975 года, они переоценивают солёность с 2006 по 2012 годы. Чтобы выяснить, почему оценки модели не совпадают с наблюдениями, авторы сначала проанализировали, точно ли модели отражают сезонный объём морского льда и процессы, которые добавляют пресную воду в океан на его поверхности, включая тающий лед, речной сток и осадки. Они сочли эти оценки точными, предположив, что эти аспекты моделей не виноваты. 

Однако исследователи показали, что модельныерезультаты значительно отклоняются от наблюдений в отношении того, как пресные поверхностные воды смешиваются с более глубокими океанскими водами. В частности, модели переоценивают глубину перемешивания, и этот нереалистично глубокий диапазон перемешивания в конечном итоге способствует недооценке моделями солёности поверхности. 

По словам авторов, результаты этого исследования могут помочь в уточнении двух проанализированных моделей, а также других климатических моделей, чтобы они могли более точно предсказать будущее снижение солёности поверхности Арктики и соответствующее воздействие на морской лёд, экосистемы и планету. 

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/capturing-how-fast-the-arctic-ocean-is-gaining-fresh-water