Как меняется климат Арктики?

Арктика — один из самых уникальных регионов планеты. Здесь обитает более 20 тыс. видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, а некоторые животные и растения встречаются только в Арктике. Главная особенность видов Арктики — невероятные способности к выживанию в экстремальных условиях. Но, конечно, у большинства людей Арктика ассоциируется с холодом, белым медведем и льдом. Кстати сказать, по оценкам специалистов, льда в Арктике становится всё меньше. Почему арктический регион наиболее подвержен  климатическим изменениям, и так ли они опасны для всей планеты. Разбираемся вместе с профессором РАН Ириной Репиной. 

— В чем уникальность Арктического региона? Почему климатические изменения проявляются здесь отчетливее, чем в других частях земного шара?

— Арктика – это не только самая холодная область на нашей планете (не считая, Антарктиды, конечно). Арктика – это регион, который наиболее сильно реагирует на все климатические изменения, происходящие на планете.

Прежде всего, это связано со льдом – с так называемым альбедным механизмом. Отражательная способность льда сильно отличается от отражательной способности воды. Чем меньше льда, тем больше океан поглощает тепла. И зависимость здесь прямая – чем теплее становится океан, тем меньше образуется льда. Конечно, эта схема достаточно упрощенная. Ведь существуют как положительные, так и отрицательные обратные связи, которые влияют на эти процессы.

— Над чем вы работали в рамках гранта РФФИ?

— Наш грант посвящен опасным явлениям в Арктике в условиях современных изменений климата. Считается, что подобные изменения могут быть положительными для России. Открывается Северный морской путь, а также доступ к полезным ископаемым.

Но на самом деле, все не так хорошо. Прежде всего, следует знать, что в Арктике дуют сильные ветра. Эти процессы связаны с так называемым полярным диполем, то есть с большой разницей в давлении между регионами Сибири и Северной Америки. И эта разница увеличивается, что приводит к увеличению скорости дрейфа льда. Когда ветер дует надо льдом, то это не так страшно. Но если ветер дует над открытой водой, то появляются высокие волны.

Территория Северного морского пути, свободная ото льда, как раз подвергается воздействию ветра и больших волн. Увеличивается и время воздействия ветра, и морское пространство, и высота волны. Соответственно, в регионе возрастает вероятность сильных штормов.

Также в Арктике наблюдаются и другие опасные явления – полярные мезоциклоны. Их еще называют полярными бомбами. Они возникают спонтанно и существуют до трех дней. Такое мезомасштабное образование способно нанести большой урон. Из-за сильных перепадов давления скорость ветра очень высока. Вдобавок ко всему возникновение мезоциклона спрогнозировать практически невозможно. Его можно обнаружить только тогда, когда он уже возник.

Ранее мезоциклоны формировались преимущественно в Баренцевом и Охотском морях, где зимой формируется кромка льда и вероятны вторжения холодного воздуха на относительно теплую морскую поверхность. Это явление наблюдается в осенний и зимний периоды. В это время, как правило, моря Северного морского пути покрыты сплошным слоем льда. Сегодня ситуация иная. Продолжительность безледного периода сильно увеличилась, как и период навигации, который продолжается до глубокой осени. Но именно в это время появляются мезоциклоны там, где их раньше не было – в море Лаптевых, в Восточно-Сибирском и Карском морях.

Другая проблема связана с аэрографическими ветрами, которые формируются вокруг арктических архипелагов и могут нанести колоссальный урон, особенно в районах разработки полезных ископаемых. Их интенсивность также увеличилась.

— Каких результатов вы достигли?

— Благодаря данным спутниковых наблюдений мы увидели реальные изменения интенсивности волнения в Арктике. Высота волн, как и повторяемость штормовых ситуаций увеличилась. Нам удалось доказать, что волны наносят ущерб не только судоходству. Они еще больше разрушают кромку льда. Лед становится тоньше и буквально крошится под влиянием волн. Именно эти процессы привели к недавнему абсолютному летнему минимуму площади ледяного покрова в сентябре 2012 года. Сильный шторм за несколько дней разрушил огромные массивы арктического льда.

В рамках исследования мы создавали модели, описывающие волновые системы, состояние льда, его напряжение, а также проанализировали статистику повторяемости полярных мезоциклонов по спутниковым данным.

— Вы упомянули волны. Насколько они могут быть высокими?

— Высокими считаются волны больше 5 метров. Как раз сейчас частота подобных волн увеличилась вдвое.

— К чему могу привести климатические изменения в Арктике? Как это повлияет на процессы в земной климатической системе?

— На весь земной шар это вряд ли окажет сильное влияние. Тем не менее, Арктика является частью климатической системы. Все процессы, так или иначе, взаимосвязаны. И климатические изменения в Арктике естественным образом влияют на климат окружающих территорий. Прибрежные районы становятся теплее, ведь льда все меньше. Океан отдает тепло, что вызывает деградацию вечной мерзлоты. Есть ряд исследований, показывающих, что изменяется климат всего северного полушария.

— Существует два мнения об изменении климата. Согласно первому, климатические изменения вызваны антропогенным влиянием. Согласно другому, изменения климата вызваны естественным природным процессом. Какой точки зрения придерживаетесь вы?

— Я бы не стала придерживаться какой-то одной точки зрения. Скорее всего, речь идет о взаимном воздействии и того, и другого процесса. Несомненно, влияние оказывает и естественная изменчивость. Но антропогенное воздействие лишь усиливает ее. Что будет дальше сказать пока трудно.

— Недавно ваши коллеги обнаружили рекордный выброс метана в Арктике, что подтверждает данные о деградации вечной мерзлоты. Это может привести к резкому потеплению, не так ли?

— Здесь также нужно быть осторожным. Предположения о влиянии метана есть. Но реально больших выбросов, которые подтвердили бы мнение о его влиянии на климат, пока обнаружено не было. Речь идет о локальных источниках, которые не оказывают большого воздействия на климат.

— А что может сильнее повлиять на климат региона – волны и ветер?

— Влияние оказывают все процессы, связанные между собой. Мы не знаем наверняка, но может начаться какой-то другой процесс, который остановит потепление. Мы ведь практически ничего не знаем о том, что происходило с общей площадью ледяного покрова в Арктике даже во время последнего, сравнительно недавнего, арктического потепления в 40-е годы прошлого столетия. Реальные данные о площади льда мы стали получать лишь с 1978 года – с периода регулярного спутникового мониторинга.

— Кстати о мониторинге. Какие технологии применяют специалисты?

— Прежде всего, спутниковые наблюдения. Благодаря развитию спутниковой эры  и данным пассивного микроволнового зондирования климатологи получили колоссальный объем информации. Спутниковые микроволновые радиометры принимают информацию о тепловом излучении Земли ежесуточно. По ним специалисты восстанавливают информацию о площади ледяного покрова, о скорости ветра над океаном, о влажности воздуха в приземном слое и температуре поверхности. Я надеюсь, что когда-нибудь климатологи поставят памятник пассивному микроволновому зондированию. Ведь мы каждый день получаем бесценную информацию – радиотепловой портрет нашей планеты.

Помимо микроволнового излучения используется мультиспектральная информация и данные наблюдений на полярных станциях. По сей день вокруг Арктики существует сеть полярных обсерваторий, которые регулярно предоставляют различные данные.

— Сложно ли обрабатывать такой большой объем информации?

— Для этого существуют специальные программы. Наша задача – создавать новые подходы. Основная сложность состоит в поиске взаимосвязей между разными явлениями. Как связаны, например, увеличение скорости ветра с деградацией ледяного покрова и пр.

— На какие вопросы специалистам еще предстоит найти ответы?

— На самом деле загадок куда больше, чем отгадок. Так, например, скорость деградации ледяного покрова гораздо выше, чем предсказывают все климатические модели (даже с самыми пессимистичными сценариями). Точно сказать, почему это происходит, нельзя.

— Есть ли запрос от государства на изучение климатических изменений?

— К нам никто не обращался. Интерес, скорее всего, есть, но лишь по части учета рисков эксплуатации Северного морского пути. Согласно прогнозам, путь будет открыт несколько месяцев в году, что позволит судам проходить его без ледокольной проводки. Но дело в том, что экономические риски очень велики. Есть большая вероятность возникновения чрезвычайно опасных явлений, что сделает судоходство в этом регионе затратным.

— Над чем вы работаете сегодня?

— Специалисты лаборатории атмосферы и океана исследуют закономерности формирования морских волн, атмосферной турбулентности в приводном слое атмосферы, то есть изучают, как с помощью турбулентного переноса океан отдает или поглощает тепло и влагу. Мы наблюдаем за опасными явлениями в прибрежных районах – береговыми ветрами и штормовыми нагонами.

Главное направление – прогноз будущих климатических изменений и прогноз опасных погодных явлений.

— Сейчас уже можно что-то сказать?

— Что-то можно сказать всегда. Пока ясно одно – если наблюдаемые сегодня тенденции не изменятся, то потепление наверняка продолжится. В том числе и его последствия. Тем не менее, климатические изменения не происходят резко. Все-таки эта система достаточно консервативна.

Источник: scientificrussia.ru