Сильные волны увеличивают поглощение CO₂ мировым океаном

Сильное волнение моря усиливает поглощение углекислого газа океаном, показали новые измерения. Неожиданный эффект указывает на то, что возможности океана как природного хранилища CO₂ ранее недооценивались, а расчёты глобального углеродного баланса требуют пересмотра. Об этом сообщает Focus.

Океан считается крупнейшим естественным поглотителем углерода и ежегодно связывает около трёх миллиардов тонн CO₂. Однако в климатических моделях не учитывался ряд физических факторов, из-за чего вклад океана в сдерживание потепления оказался занижен.

Ключевую роль играет взаимодействие ветра и волн. При сильном волнении поверхность воды разрушается, а воздух захватывается и уходит в толщу океана в виде пузырьков. С ростом давления на глубине углекислый газ растворяется быстрее и удерживается дольше. Этот механизм ранее не включался в расчёты.

Учёные из GEOMAR совместно с международными партнёрами впервые провели систематическое исследование явления на большом массиве наблюдений. Им удалось зафиксировать, что усиленное поглощение сопровождается замедленным возвратом CO₂ в атмосферу.

Ранее климатические модели исходили из почти симметричного обмена между океаном и воздухом, предполагая схожие скорости поглощения и высвобождения газа. Такой подход упрощал расчёты, но не отражал реальные процессы. Новые методы анализа выявили накопленную за годы систематическую погрешность.

В рамках работы были обработаны более 4 тысяч прямых измерений обмена между океаном и атмосферой, собранных во время 17 научных экспедиций. Применение двумерной методики позволило подтвердить асимметрию не только в теории, но и в наблюдательных данных.

На основе обновлённых оценок исследователи пересчитали глобальные углеродные потоки за 1991–2020 годы. Выяснилось, что океан ежегодно поглощал на 300–400 миллионов тонн углерода больше, чем показывали прежние модели. Это около одной шестой всей поглощающей способности океана. В целом общий показатель оказался примерно на 15% выше предыдущих расчётов. Также отмечено постепенное усиление эффекта — примерно на три миллиона тонн углерода за десятилетие.

Распределение эффекта по планете неравномерно. Наиболее интенсивное поглощение зафиксировано в зонах сильных ветров и высокого волнения, прежде всего в Южном океане у берегов Антарктиды. На этот регион приходится почти половина дополнительного объёма. Большие открытые пространства, частые штормы и высокая энергия волн способствуют активному захвату воздуха и погружению пузырьков.

Существенную роль играет сезонность. В зимний период число штормов растёт, а доля поверхности океана, выступающей чистым поглотителем CO₂, увеличивается примерно с 65% до 75%.

Полученные данные вновь обозначили расхождение между реальными океаническими наблюдениями и результатами глобального моделирования. Это усиливает необходимость корректировки климатических моделей, поскольку без учёта асимметричного обмена углекислого газа неопределённость долгосрочных прогнозов возрастает. Исследователи также указывают на потребность в развитии методов наблюдений, особенно в сложных условиях сильного ветра и волнения, где ранее не хватало надёжных данных.

Читайте также: