«Океан теплеет на наших глазах»: как меняется климат в Арктике

В 2021 году завершилась 13‑я Международная экспедиция NABOS, ведущая исследования на самых труднодоступных участках Северного Ледовитого океана. Руководитель экспедиции Игорь Поляков, сотрудник Международного арктического научного центра Университета Аляски в Фэрбенксе, рассказал «СР», что происходит со льдом в Арктике.

Ледоколы вместо самолетов

— Экспедиция NABOS исследует один и тот же участок Северного Ледовитого океана — ​котловины Нансена и Амундсена. Почему?

— Когда в конце 1990‑х мы начали анализировать климатические изменения в Арктике и собрали все возможные на тот момент данные, то стали очевидны дыры в наблюдениях, и эти дыры нужно было устранять. Почему эти районы, в частности котловины Нансена и Амундсена, были неисследованными? Они очень сложны для доступа. Скажем, в море Бофорта каждое лето работают по пять — ​семь исследовательских судов. У Шпицбергена тщательно все измеряют, каждый год, регулярно, с хорошим покрытием. А район к северу от моря Лаптевых, сибирская часть Арктики, во‑первых, труднодоступен — ​там всегда были тяжелые льды, а во‑вторых, это довольно далеко. Если из Северной Европы до Шпицбергена судну идти два дня, то в район, где мы проводим измерения, — ​почти неделю.

В 1970–1980‑е годы Советский Союз проводил в этих местах изумительные исследования. Самолет садился на лед, ученые выходили, ставили палатку, сверлили лед, опускали приборы в воду и измеряли все, что нужно, — ​температуру, соленость и т. д. Потом самолет перелетал к другой точке. И так исследовали весь Северный Ледовитый океан. Я пытался организовать ­что-то подобное, но, как оказалось, в нынешних условиях это финансово не потянуть.

— А технически?

— Технически все возможно. Например, Северный полюс сейчас доступен даже для вертолетов. Но финансово это совершенно неподъемно — ​многие и многие миллионы. Приходится пользоваться судами. Не везде они пройдут, кроме того, экспедиции на судах делают измерения сезонными.

— В самом начале экспедиция использовала ледокол, так ведь?

— Да, мы работали в 2002‑м на российском ледоколе «Капитан Драницын». Он настолько мощный, что может идти через лед толщиной 3 м на скорости 3–5 узлов. Вся область, в которой мы работали, была покрыта льдом. Даже с ледоколом испытывали проблемы. А в этом году в той точке, где постоянно делаем измерения, не нашли льда вообще. Это показывает, как изменился океан. И дело не только в ледовом покрытии — ​вся структура перестраивается. Еще два десятилетия назад у меня были сомнения насчет изменения климата в Арктике, поскольку его естественные колебания там очень сильны. Сейчас я не вижу причин, чтобы аргументированно сказать: нет, это естественная изменчивость климата. То, что мы видим, это уже другой океан, новый.

Новая ледовая реальность

— С чем связаны эти изменения?

— В том районе, где мы работаем, раньше изменчивость ледяного покрова определяла атмосфера. Если появлялась теплая аномалия в атмосфере, лед становился тоньше, если атмосфера была холоднее, лед рос. При этом океан был сильно изолирован от поверхности. Я имею в виду его теплые промежуточные слои. Северный Ледовитый океан ведь неоднороден. Верхний слой — ​это очень холодная и пресная, а потому относительно легкая вода. Теплые и соленые воды располагаются глубже и отделены от поверхностного слоя и льда прослойкой с сильными изменениями температуры и солености — ​так называемым галоклином. Раньше океаническое тепло мало сказывалось на состоянии льда. Сейчас галоклин стал слабее, океану легче перемешиваться, и больше тепла поступает из внутренних слоев к поверхности и льду.

— Насколько теплый этот внутренний слой и откуда он берется?

— Эта вода приходит из Атлантики. Понимание того, что Атлантика снабжает Северный Ледовитый океан теплом, появилось не в XXI веке. Об этом говорили столетия назад. Нансен организовал свою первую экспедицию с прямыми наблюдениями в центральной части Северного Ледовитого океана в 1893–1896 годы и там сделал первые измерения — ​толщины льда, температуры верхнего и атлантического слоев. И все уже знали, что океан покрыт льдом, внутри начинка из атлантической теплой и соленой воды, а на поверхности очень холодная пресная вода.

Атлантический слой занимает нишу примерно со 150 до 900 м. Когда в северной части моря Лаптевых мы опускаем прибор и мерим температуру воды, мы сначала проходим холодный слой, порядка –2 °C. Потом температура начинает расти, становится положительной и поднимается примерно до +2 °C — ​это атлантический слой. Кажется, что контраст невелик — ​ну подумаешь, четыре градуса. Но для океана это значимо. Если бы мы убрали поверхностный слой и подвели атлантическую воду ко льду, через несколько месяцев он бы весь исчез. Там столько тепла, что хватит растопить весь лед Арктики несколько раз.

— Примерно это и происходит — ​атлантическая вода стала ближе к поверхности льда?

— Да. Это часть процесса атлантификации океана, когда возрастает роль аномалий воды, приходящих в Евразийский бассейн Северного Ледовитого океана из субполярных бассейнов. Контраст очень легкой поверхностной воды — ​пресной и холодной, и атлантической — ​соленой и теплой, теряется. Когда отсутствует контраст плотностей, слои легче перемешать. Это мы и наблюдаем в тех районах, которые посещаем в рамках экспедиции NABOS.

— И так по всему океану?

— В Северном Ледовитом океане несколько бассейнов. Евразийский и Канадский разделены хребтом Ломоносова. Они очень разные по структуре, это как два разных океана. Евразийский бассейн, где мы проводим исследования, характеризуется эффектом атлантификации. Он теряет сильную структурированность. В Канадском бассейне совершенно другая картина. Верхний слой становится преснее за счет таяния льда и перераспределения речных вод — ​туда океаническими течениями приносится очень большое количество речной воды. Там наблюдается большее расслоение океана.

— Изменения, которые вы наблюдаете, необратимы? Что дает новая реальность?

— Скажем так, они устойчивы. Нам нужно думать о том, как жить в этой новой реальности. Сибирская часть океана станет судоходной. Океан будет доступен и для перевозки грузов, и для туризма. Какие задачи это ставит? Нужно усовершенствовать систему прогнозов состояния льда. Как только мы запустим суда в Арктику, страховые компании сразу скажут, что им нужен хороший прогноз льда на случай столкновений. В Советском Союзе была отличная система прогнозов. Измерения через систему УГМС передавались в централизованные источники, там обрабатывались, и эта информация использовалась для прогнозирования льда. Нужно воссоздавать и улучшать эту систему. Новые технологии, автономные системы наблюдения — ​глайдеры, дрифтеры, могут нам помочь. Океан инертный, медленный по сравнению с атмосферой, а потому более предсказуемый. Если он становится ведущим в изменении ледяного покрова, нам легче прогнозировать состояние льда.

— А что происходит в океане в биологическом смысле?

— Если есть изменения в химической системе океана — ​а они есть, то будет перестройка и биологической продуктивности. Атлантическая вода, как и тихоокеанская, — ​источник еды для микроорганизмов. Если она ближе к поверхности, значит, еда для микроорганизмов становится доступнее. Биологи пока не сказали свое слово. Очень трудно и дорого измерять биологические эффекты таких изменений, но мы работаем над этим.

Дуновение Арктики

— Как ситуация в Арктике влияет на происходящее в более низких широтах?

— Это тема для дискуссий. И очень популярная: есть апологеты того, что снегопад в Нью-­Йорке или Токио — ​следствие арктических изменений. В основном эти аргументы базируются на глобальных циркуляционных моделях. Есть модели, которые используют уравнения, законы сохранения энергии, массы, момента, чтобы понять, что происходит в системе. Но существует мнение, что они еще недостаточно совершенны, чтобы полностью объяснить происходящее. В последние десятилетия прогресс моделей огромен, и этот инструмент становится все более важным для диагностирования системы и прогнозов.

— Складывается ощущение, что вы не видите особых проблем в изменении океана. Это так?

— Наверное, мои слова прозвучали оптимистично потому, что это крайне интересно для меня как для ученого. На самом деле то, что происходит с океаном прямо на наших глазах, конечно, тревожно. Давно пора ­что-то делать, чтобы эти изменения либо регулировать, либо остановить. Я отношусь с большой симпатией к странам, которые принимают законы для уменьшения выбросов углекислого газа. И когда лидеры государств встречаются и обсуждают тему глобального изменения климата, это правильно. Другое дело, что должны быть конкретные шаги, и вот тут мы видим проблемы. Понятно, что любые действия стоят огромных денег. Понятно, что не все страны могут себе это позволить. Но происходящее с Арктикой, с глобальной системой — ​очень беспокоящий факт. Это колокол, который информирует нас о тревожном состоянии климата.

— Может ли Арктика растаять совсем?

— Такие прогнозы существуют. Модели глобальной циркуляции говорят о том, что лед в Арктике станет полностью сезонным к середине столетия. Это будет уже другая реальность, другой океан, другая система с другим энергобюджетом. Мы получим летом океан чистой воды. Она абсорбирует тепло гораздо лучше белого льда. Солнечное тепло начнет закачиваться в океан. У нас, например, Гренландия представляет собой огромный слой льда. Когда под боком у нее будет теплый океан, начнут таять и ее льды. Это катастрофически изменит глобальный уровень океана. Нидерланды, которые находятся ниже уровня океана, просто утонут. Начнет таять тундра. Будет огромный калейдоскоп событий, шок для климатической системы, и трудно предсказать, к чему это в конечном счете приведет планету.