Наблюдаемая физическая и биогеохимическая изменчивость, вызванная тропическим циклоном Моча, по данным планирующего профайлера в Бенгальском заливе

Штормы, которые взбалтывают море

Тропические циклоны обычно воспринимают как разрушительную силу в атмосфере и на суше, но они также глубоко проникают в океан, перестраивая жизнь под волнами. В этом исследовании прослеживается один из таких штормов — тропический циклон Моча, который пересек Бенгальский залив в мае 2023 года. С помощью роботизированного планирующего профайлера, многократно погружавшегося в верхние слои океана, учёные зафиксировали, как шторм охладил море, перемешал его слои и на короткое время усилил рост микроскопической растительной жизни и содержание кислорода — изменения, имеющие значение для рыболовства, погоды и нашего понимания реакции океана на экстремальные события.

Робот следует за опасным штормом

Бенгальский залив — «горячая точка» для тропических циклонов, а также бассейн с очень мелким, более пресным поверхностным слоем, который обычно удерживает более глубокие, богатые питательными веществами воды внизу. Такая устойчивая стратификация ограничивает рост фитопланктона — крошечных дрейфующих растений, лежащих в основе морской пищевой сети. В мае 2023 года глубоководный планирующий профайлер, развернутый индийскими учёными, как раз пересек путь циклона Моча. Этот автономный подводный аппарат, управляемый с берега, многократно профилировал воду от поверхности до сотен метров, измеряя температуру, солёность, хлорофилл (как прокси для фитопланктона) и растворённый кислород с высокой вертикальной и временной разрешающей способностью до, во время и после шторма.

Как шторм охладил и взбалтывал океан

Когда Моча прошёл над площадью наблюдений, сильные ветры, плотная облачность и интенсивная потеря тепла существенно изменили поверхность моря. Профайлер зафиксировал падение температуры поверхности примерно на 2,5 °C, тогда как спутниковые данные показали схожее охлаждение вдоль пути шторма. Одновременно поверхностные воды стали немного солонее — признак подъёма более тёплой и солёной воды из глубины. Мощные ветры шторма углубили поверхностный смешанный слой с нескольких десятков метров почти до 60 метров и ослабили обычную стратификацию водяного столба. Это вертикальное перемешивание, в сочетании с апвеллингом, вызванным циркуляцией шторма, привело к поступлению более холодной, богатой питательными веществами воды ближе к поверхности и поднятию границы между тёплыми и прохладными слоями вверх.

Скрытая растительность бурно разрастается после шторма

До циклона фитопланктон у поверхности был скуден, с «скрытым» максимумом концентрации, залегающим примерно между 60 и 95 метрами, где свет и питательные вещества находились в лучшем балансе. После перемешивания вод профайлер зафиксировал быстрое повышение уровня хлорофилла на поверхности: сначала до примерно 0,8 миллиграмма на кубический метр, а затем, что более заметно, до примерно 1,7 миллиграмма на кубический метр через восемь дней. Первый пик, по-видимому, возник из за счёт подъёма этой глубокой «запасной» биомассы фитопланктона. Второй, более сильный пик, наступивший после рассеяния облачности и возвращения освещённости, вероятно отражает подлинный новый рост, подпитываемый нутриентами, доставленными снизу. Спутниковые датчики, затруднённые облачностью и грубым пространственным разрешением, зафиксировали лишь слабую версию этого цветения, что подчёркивает важность подводных роботизированных измерений.

Суточный ритм кислорода усиливается

Растворённый кислород, жизненно важный для морских организмов и чувствительный маркер биологической активности, также изменился в такт со штормом и цветением. Непосредственно во время прохода Моча кислород у поверхности кратковременно понизился, поскольку в верхние слои был перемешан малооксигенированный глубинный слой. В последующие дни концентрация кислорода поднялась примерно на 10 микромолей на литр, следуя за ростом хлорофилла. Такое времяобразование, а также относительно спокойные ветры в период цветения, указывают на то, что дополнительный кислород в основном был произведён фотосинтезом, а не просто привнесён смешиванием с атмосферой. Высокое вертикальное и временное разрешение данных профайлера также показало, что суточные колебания кислорода и хлорофилла стали гораздо сильнее во время цветения, отражая дневное накопление кислорода фотосинтезом и ночное его потребление дыханием.

Проверка моделей

Исследователи также сравнили данные профайлера с океанской моделью, которая имитирует и физические, и биологические процессы. Модель правильно показала охлаждение, некоторое перемешивание и увеличение фитопланктона и кислорода, но её ответ был значительно слабее: охлаждение поверхности оказалось примерно вдвое меньшим, прирост хлорофилла был меньшим и короче по времени, а второй, отсроченный пик через восемь дней полностью отсутствовал. Изменения солёности и кислорода тоже были отображены некорректно. Эти расхождения указывают на пробелы в том, как модель воспроизводит штормовое перемешивание, подачу питательных веществ и биологические ответы во время экстремальных событий.

Почему это важно для людей и климата

Проще говоря, циклон Моча на короткое время превратил относительно спокойный участок Бенгальского залива в взбалтываемую, более зелёную и обогащённую кислородом зону. Проследив эту эволюцию в деталях, исследование показывает, что шторма могут задействовать скрытые запасы питательных веществ и растительной биомассы ниже поверхности и что эти эффекты могут сохраняться более недели после затихания ветров. В то же время работа выявляет, что широко используемые океанские модели по-прежнему недооценивают эти изменения. Для прибрежных сообществ, зависящих от моря, и для учёных, пытающихся предсказать реакцию океанов на потепление климата и возможно усиление штормов, такие наблюдения с помощью планирующих профайлеров критически важны для улучшения прогнозов как погодных воздействий, так и состояния морских экосистем.

Цитирование: Thangaprakash, V.P., Sureshkumar, N., Srinivas, K.S. et al. Observed physical and biogeochemical variability due to tropical cyclone Mocha using glider observations in the Bay of Bengal. Sci Rep 16, 13009 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43528-2

Ключевые слова: тропические циклоны, Бенгальский залив, перемешивание океана, цветение фитопланктона, автономные планирующие профайлеры