Цивилизация
Потепление климата влияет не только на мировой океан, но и на более мелкие, но не менее важные водоемы — пресноводные континентальные озера. Именно они являются самыми крупными источниками пресной воды, не считая ледяных щитов на полюсах, которые находятся очень далеко от обычных мест обитания человека.
Рост температуры воды в последние 20 лет вызывает усиление ветров на одном из Великих американских озер – Верхнем, втором по величине озере на Земле. Сильные ветра меняют потоки воздуха над водоемом, биологические циклы его обитателей и влияют на загрязнение среды Верхнего и соседних озер.
С 1985 года, когда были начаты регулярные наблюдения, средняя температура на поверхности озера (измеряется с помощью бакенов) росла со скоростью 1,2 градуса за 10 лет.
Эта скорость на 15% выше скорости роста температуры воздуха над озером и в два раза выше скорости «нагрева» почвы вокруг.
Ученые связывают повышение температуры поверхности озера с количеством льда, покрывающего водную гладь зимой. За последние десятилетия ледяной покров существенно сократился. Хотя удельная теплоемкость льда меньше, чем жидкой воды, все же он поглощал значительное количество тепла, которое теперь достается водной массе.
Разная скорость нагрева атмосферы над озером и воды привела к тому, что разница в температурах сред заметно сократилась. Традиционно значительная разница температур приводила к возникновению холодных ветров в атмосфере. С нагревом воды равновесие в воздухе нарушилось, увеличилась турбулентность, и ветра стали сильнее. В среднем скорость ветра с 1985 года увеличивалась на 10% за 10 лет, сообщается в статье, опубликованной в Nature Geoscience.
Чтобы предсказать динамику экосистемы озера, ученые построили ее трехмерную компьютерную модель. В основе ее лежат не только более чем 20-летние наблюдения данных о температуре и ветрах, которые собирались с трех бакенов, но и наблюдения озера, которые велись с космического спутника.
В теории, рост скорости ветра и силы воздушных потоков приведет к росту средней температуры воды в озере и резкому росту числа мелких растений и животных, которые находятся на самых ранних ступенях пищевых цепей.
Однако на практике уровень хлорофилла в озере, который является мерой количества зеленого фитопланктона в воде, падает. Долгое время ученые не могли объяснить этого эффекта. Новая построенная модель показала, что период температурной «стратификации» воды (четкое разделение холодной глубинной и теплой поверхностной воды) вырос с ростом поверхностной температуры и скорости ветра.
Таким образом, нагрев озера препятствует перемешиванию воды и снижает разнообразие планктона.
Кроме того, сильные ветра, спровоцированные нагревом озера, усиливают перенос загрязняющих веществ из атмосферы в водную массу, что несет дополнительную угрозу Великим озерам.