С щепоткой соли

В его пещерах стонет соль, гора погребенного света, полупрозрачный собор, хрусталь моря, забвение волн.

— Ода соли
Пабло Неруда

Мы знаем, что средний уровень моря поднялся за последнее столетие и что в этом виновато глобальное потепление. Но как изменение климата влияет на соленость или соленость наших океанов? Это важный вопрос, потому что большие изменения в солености могут быть предупреждением о том, что грядут более сильные засухи и наводнения, или даже о том, что глобальное потепление ускоряется 1,2 .

Новое исследование, проведенное в Соединенном Королевстве (Великобритания), предполагает, что количество соли в морской воде меняется в зависимости от антропогенного изменения климата 3 . Работая с коллегами над анализом данных, собранных за последние 50 лет, Питер Стотт, руководитель отдела климатического мониторинга и атрибуции Метеорологического бюро в Эксетере, Англия, изучил, может ли антропогенное изменение климата быть причиной повышения солености, которое привело к были зарегистрированы в субтропических регионах Атлантического океана, районах на широтах непосредственно к северу и югу от тропиков Земли.

Сравнивая данные с климатическими моделями, которые корректируют естественные колебания солености в океане, Стотт обнаружил, что антропогенное глобальное потепление — помимо любых возможных естественных источников глобального потепления, таких как углекислый газ, выделяемый вулканами или увеличение в теплоотдаче солнца 4 — может быть причиной того, что части северной части Атлантического океана стали более солеными.

Уровни солености важны по двум причинам. Во-первых, наряду с температурой они напрямую влияют на плотность морской воды (соленая вода плотнее пресной) и, следовательно, на циркуляцию океанских течений от тропиков к полюсам. Эти течения контролируют перенос тепла в океанах и, в конечном счете, регулируют мировой климат. Во-вторых, соленость поверхности моря тесно связана с общим круговоротом воды на Земле и с тем, сколько пресной воды уходит и попадает в океаны в результате испарения и осадков. Измерение солености — один из способов более подробно исследовать круговорот воды.

За последние полвека или около того субтропическая Атлантика постепенно становилась более соленой — увеличение менее чем на 1 процент в реальном выражении, но эффект, который, тем не менее, значителен. «Это может показаться незначительным изменением, — говорит Стотт, — но общая соленость наших океанов, естественно, относительно стабильна, поэтому на самом деле из океана выводится много пресной воды».

Анализ Стотта предполагает, что глобальное потепление меняет характер осадков на нашей планете. Более высокие температуры увеличивают испарение в субтропических зонах; затем влага переносится атмосферой в более высокие широты (к полюсам) и пассатами через Центральную Америку в Тихий океан, где она дает больше осадков. Этот процесс концентрирует соль в воде, оставшейся в Северной Атлантике, что приводит к увеличению солености.

Водолей Это как раз те эффекты, которые Гэри Лагерлёф и Амит Сен надеются обнаружить в течение следующих нескольких лет.Лагерлёф и Сен, соответственно, являются главными исследователями и руководителями проекта Aquarius, являющегося частью совершенно новой спутниковой миссии, которая должна быть запущена на орбиту в мае 2010 года. Aquarius — это первый инструмент НАСА, предназначенный для отслеживания солености морской воды из космоса, и полезная нагрузка на космическом корабле SAC-D, который был построен Аргентинским космическим агентством или Comision Nacional de Actividades Espaciales (CONAE). Трехлетняя миссия названа в честь «виночерпия богов» в греческой мифологии.

Соленость моря измерялась веками. Большая часть имеющихся у нас сегодня данных состоит из непосредственных измерений, проведенных в море (традиционно с судов, а в настоящее время чаще с помощью автоматических буев и профилирующих буев). Но есть обширные участки поверхности океана — всего четверть — где соленость никогда не измерялась. Охватывая весь земной шар раз в семь дней, Водолей заполнит пробелы и предоставит беспрецедентную глобальную картину солености.

Ученые измеряют уровень соли, используя практическую шкалу солености. Одна практическая единица солености или psu почти точно представляет количество граммов соли в килограмме морской воды. Соленость в открытом океане, свободном ото льда или суши, обычно составляет от 32 до 37 psu (максимальная соленость поверхности Тихого и Атлантического океанов составляет около 35 и 37 соответственно). «С нашими приборами мы сможем измерять соленость с точностью до 0,2 psu, — объясняет Сен, работающий в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в Пасадене, Калифорния. соли в нем, это около 0,2 psu. Мы сможем обнаружить это из космоса, пролетев около 650 километров [около 404 миль] над Землей».

Это немалый подвиг, и он возможен благодаря впечатляющей радиометрической технологии, которая будет летать на борту космического корабля. Радиометр представляет собой чувствительный радиоприемник, который в данном случае улавливает микроволновое излучение, испускаемое морской поверхностью.Излучаемая мощность микроволн позволяет ученым рассчитать соленость воды на поверхности.

Особенностью трех радиометров, разработанных для Водолея, является стабильность их калибровки: в течение семи дней их температура не может отклоняться более чем на 0,1 кельвина (0,18 градуса по Фаренгейту). Это требует очень точного температурного контроля и является причиной того, что Aquarius сможет измерять соленость с беспрецедентной точностью.

Бум бум «Мы измеряем соленость в верхних слоях воды от одного до трех сантиметров, потому что это важнейший слой, соединяющий атмосферу и океаны», — объясняет Саймон Коллинз, менеджер по приборам в Aquarius, который также работает в Лаборатории реактивного движения. «Таким образом, одна из самых больших ошибок в наших измерениях связана с рябью на поверхности моря». Чтобы исправить это, Aquarius также имеет скаттерометр — современный радиолокационный прибор, который определяет шероховатость на поверхности моря, направляя микроволновые импульсы вниз к океану и обнаруживая рассеянные импульсы, отраженные обратно на спутник.

Хотя «Аквариус» еще не стартовал, ученые и инженеры проекта проделали долгий путь, и теперь они готовы отправить свой прибор из Лаборатории реактивного движения в Аргентину. Там он будет установлен на космическом корабле SAC-D, после чего будет доставлен в Бразилию для функциональных и климатических испытаний и возвращен в Соединенные Штаты в апреле 2010 года, готовый к полету в космос.

«Люди не понимают, что воды так много, а земли так мало», — отмечает Сен. Водолей, летящий высоко над нами, прольет свет на Эль-Ниньо и Ла-Нинья, фазы самых мощных климатических явлений в мире, расскажет о том, как развиваются муссоны и, самое главное, о том, как щепотка соли может изменить нашу жизнь.

Ученые древние греки, включая Гомера и Платона, знали, что вода постоянно циркулирует из океана в атмосферу, на сушу и обратно в океан.Это известно как водный или «гидрологический» цикл. Сегодня мы знаем, что в круговороте воды на Земле преобладает обмен между океаном, который содержит 96% всей воды, и атмосферой.

Эмбер Дженкинс Лаборатория реактивного движения глобального изменения климата