Ученые долгое время считали, что это была причуда геометрии Земли — океанские бассейны наклонялись по диагонали, когда планета вращалась, выталкивая полосы тропических дождей к северу от экватора. Но новое исследование Вашингтонского университета показывает, что эта закономерность возникает из-за океанских течений, исходящих от полюсов за тысячи миль.Результаты, опубликованные 20 октября в журнале Nature Geoscience, объясняют фундаментальную особенность климата планеты и показывают, что ледяные воды влияют на сезонные дожди, которые имеют решающее значение для выращивания сельскохозяйственных культур в таких местах, как регион Сахель в Африке и южная Индия.Как правило, более жаркие места более влажные, потому что горячий воздух поднимается вверх, а влага выпадает наружу.
«В Северном полушарии идет больше дождей, потому что там теплее», — сказал автор-корреспондент Дарган Фриерсон, доцент кафедры атмосферных наук из Университета штата Вашингтон. «Возникает вопрос: что делает северное полушарие теплее? И мы обнаружили, что это циркуляция океана».
Фриерсон и его соавторы сначала использовали подробные измерения, полученные с помощью спутников НАСА Облаков и Системы радиантной энергии Земли, или CERES, чтобы показать, что солнечный свет на самом деле обеспечивает больше тепла в Южном полушарии — и поэтому только за счет атмосферной радиации Южное полушарие должно быть более мокрый.После использования других наблюдений для расчета переноса тепла в океане авторы затем использовали компьютерные модели, чтобы показать ключевую роль огромного конвейерного течения, которое опускается около Гренландии, движется по дну океана в Антарктиду, а затем поднимается и течет на север вдоль побережья. поверхность. Устранение этого течения переворачивает полосы тропических дождей на юг.Причина в том, что по мере того, как вода движется на север в течение многих десятилетий, она постепенно нагревается, перенося около 400 триллионов (это четыре с 14 нулями после них) ватт энергии через экватор.
На протяжении многих лет наклонные бассейны океана были общепринятой причиной асимметрии тропических осадков.«Но в то же время многие люди не поверили этому объяснению, потому что это довольно сложный аргумент.
Для такой важной особенности обычно есть более простое объяснение», — сказал Фриерсон.Океанское течение, которое они сочли виновным, прославилось в фильме 2004 года «Послезавтра», в котором предполагалось, что опрокидывающееся кровообращение прекратилось и Нью-Йорк замерз. В то время как внезапного отключения, как в фильме, не произойдет, постепенное замедление — которое, как говорится в недавнем отчете Организации Объединенных Наций, «очень вероятно» к 2100 году — может сместить тропические дожди на юг, как предполагает исследование, как это, вероятно, произошло в мимо.
Прогнозируется замедление течений, поскольку увеличение количества осадков и пресной воды в Северной Атлантике сделает воду менее плотной и менее склонной к опусканию.«На самом деле это просто еще одна часть большого, растущего количества доказательств, появившихся за последние 10 или 15 лет, показывающих, насколько важны высокие широты для других частей мира», — сказал Фриерсон.Более ранняя работа Фриерсона показывает, как изменение температурного баланса между полушариями влияет на количество тропических дождей. В недавнем исследовании Фриерсона и его сотрудников было рассмотрено, как загрязнение в результате промышленной революции блокировало солнечный свет в северном полушарии в 1970-х и 80-х годах и переместило тропические дожди на юг.
«Многие изменения в недавнем прошлом были связаны с загрязнением воздуха», — сказал Фриерсон. «Будущее будет зависеть от загрязнения воздуха и глобального потепления, а также от изменений циркуляции океана. Это делает тропические осадки особенно трудно предсказуемыми».
Соавторами статьи являются Йен-Тинг Хван, Элизабет Марун, Сяоцзюань Лю и Дэвид Баттисти из UW; Невен Фуккар из Гавайского университета; Ричард Сигер из Колумбийского университета; Сара Канг из Ульсанского национального института науки и технологий Южной Кореи; и Аарон Донохо из Массачусетского технологического института.Исследование финансировалось Национальным научным фондом, Японским агентством морских и земных наук и технологий, Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства, Национальным управлением океанических и атмосферных исследований и Министерством обороны США.