Снижение потоков CO2 между морем и воздухом в Южной части Тихого и Атлантического океанов, вызванное экстремальными осадками

Почему мощные ливни важны для климата

По мере потепления планеты интенсивные ливни становятся всё более частыми. Эти драматичные ливни делают больше, чем просто топят улицы и раздувают реки: они также взаимодействуют с океаном, который незаметно поглощает около четверти выбросов углекислого газа, создаваемых человеком ежегодно. В этом исследовании поставлен на первый взгляд простой, но значимый для климатических прогнозов вопрос: изменяет ли экстремальный ливень над открытым морем количество CO2, которое океан отдаёт атмосфере или поглощает из неё?

Скрытое движение углерода между морем и небом

Обмен углекислым газом между океаном и атмосферой часто описывают в терминах «потока». Когда океан поглощает больше CO2, чем выпускает, он действует как углеродный поглотитель; когда выпускает больше — становится источником углерода. Этот баланс зависит от многих факторов: температуры воды, ветра, волн, солёности, растительной жизни и даже плавающего микропластика. Предыдущие работы в основном сосредотачивались на постепенных изменениях этих условий. Кратковременные, но сильные ливни обычно рассматривались как несущественная деталь, учитываемая в общих притоках пресной воды без изучения их особой роли. Между тем более трёх четвертей мировых осадков выпадает над океаном, а климатические модели предсказывают усиление самых мощных штормов. Авторы поставили задачу точно определить, заметно ли экстремальные однодневные осадки меняют углеродное поведение океана.

Выявление горячих точек штормовой активности в южных океанах

Используя три десятилетия ежемесячных данных с 1990 по 2023 год, исследователи объединили спутниковые наблюдения, выходы климатических моделей и современные инструменты машинного обучения, чтобы разделить относительную важность множества перекрывающихся факторов, влияющих на поток CO2 между морем и воздухом. Они сначала рассмотрели глобальные закономерности, затем сузили внимание к областям, где экстремальные осадки оказывали наибольшее влияние. Выделились две обширные зоны: Южная часть Тихого и Южная часть Атлантического океана, особенно пояса примерно между 45 и 60 градусами южной широты. В этих районах, подверженных штормам, стандартный индекс — максимальное количество осадков за один день в месяце — постоянно входил в число ведущих факторов, формирующих величину движения CO2 через поверхность моря.

Как интенсивный дождь может изменить роль океана

В южных частях Тихого и Атлантического океанов команда обнаружила сильную тенденцию: более интенсивные однодневные ливни связываются с уменьшением потока CO2 между морем и атмосферой. Другими словами, когда редкие, но мощные ливни случались, океан смещался в сторону большего поглощения углерода или меньшего его выделения. По мере увеличения максимального однодневного количества осадков от почти нуля до примерно 30 мм обе области переходили от чистых источников CO2 к чистым поглотителям. В Южной части Тихого типичные значения потока снижались от сильно положительных до явно отрицательных, а в Южной Атлантике переход от источника к поглотителю был ещё более заметным. В сезоны и периоды, когда доминировали устойчивые экстремальные осадки, статистическая связь укреплялась, что указывает на то, что последовательности штормов могут оставлять длительный след в углеродном балансе.

Слои пресной воды и отсроченные волны воздействия

Почему однодневный сильный ливень может иметь такое выраженное воздействие? Ключ в том, как пресная дождевая вода разбавляет и стратифицирует солёную поверхность океана. Интенсивные осадки формируют лёгкую, с пониженной солёностью «линзу» на поверхности, поверх более плотной и солёной воды снизу. Эта линза действует как физическая крышка, затрудняя выход более глубокой, богатой углеродом воды на поверхность и её выпуск газа в атмосферу. В исследовании применяли причинный анализ и методы «передачи шока», заимствованные из экономики, чтобы проследить, как внезапный всплеск осадков распространяется по системе. Они показали, что экстремальные осадки сначала снижают поверхностную солёность и щёлочность — химические свойства, связанные со способностью воды удерживать растворённый углерод — и что эти изменения, через задержку в несколько месяцев, приводят к заметному снижению выхода CO2 из океана.

Взгляд в будущее с большими шторями

Климатические прогнозы указывают на то, что самые редкие и сильные осадки над Южной частью Тихого и Атлантического океанов вероятно усилятся на 10–20 процентов или более в конце этого столетия. Подставив эти изменения в свои модели, авторы оценивают, что экстремальные осадки могут увеличить способность этих океанов поглощать углерод примерно до четверти в некоторых областях по сравнению с условиями 2023 года. Они также показывают, что многие текущие модели углеродного цикла океана, которые в основном игнорируют явные эффекты экстремальных осадков, могут переоценивать потоки CO2 между морем и воздухом примерно на 20 процентов в этих регионах.

Что это значит для нашего понимания климата

Для неспециалистов вывод прост: исключительные морские ливни — это не только драматичная погода; они тонко, но существенно помогают океану извлекать больше CO2 из атмосферы, по крайней мере в частях южных океанов. Освежая и стабилизируя поверхность, экстремальные ливни могут переворачивать эти моря из источников углерода в поглотители. Это не решает проблему глобального потепления — антропогенных выбросов по-прежнему намного больше, чем может компенсировать влияние штормов — но это означает, что для точного прогнозирования будущего климата учёным необходимо учитывать эти мощные вспышки осадков при составлении углеродного баланса океана.

Цитирование: Li, Z., Liu, H., Dong, X. et al. Decreases in South Pacific and South Atlantic sea-air CO₂ fluxes caused by extreme precipitation. Nat Commun 17, 3011 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69847-6

Ключевые слова: экстремальные осадки, углеродный поглотитель океана, Южная часть Тихого океана, Южная часть Атлантического океана, поток CO2 между морем и воздухом