Ученые разобрались со сложной картиной циркуляции воды у побережья Китая и выяснили, что причиной вспышек численности водорослей там следует считать тайфуны.
Тайфуны видны из космоса / © Alexander Gerst
Китайская провинция Чжэцзян расположена в восточной части государства, на побережье Восточно-Китайского моря. Там все чаще отмечают цветение морской воды, то есть массовое размножение водорослей, причины которого описали в своей новой статье в Journal of Geophysical Research сотрудники Китайской академии наук.
Ученым пришлось разбираться с целым рядом факторов, влияющих на перемещение водных масс в этой части Тихого океана. Это и поступающие из устья разбавленные воды Янцзы — самой длинной и многоводной реки Евразии, — и Тайваньское теплое течение, и течение Куросио (тоже теплое), а также обмен воды, который связывает Восточно-Китайское море и Куросио.
Другим фактором, на который обратили внимание океанографы, стали тайфуны — местная разновидность тропических циклонов, иногда сопровождающихся ураганами. Они возникают в северо-восточной части Тихого океана в теплое время года, а пики цветения морской воды обычно начинаются сразу после удара стихии.
Поступления фосфата (одного из главных элементов питания растений, а значит, и виновника безудержного роста водорослей) связано с подповерхностными водами Куросио. И все же оставалась загадкой: как именно тайфуны запускают цветение океана? Оказывается, оно связано с апвеллингом — подъемом холодных и богатых биогенными элементами вод со дна к поверхности океана, который происходит из-за сноса поверхностных теплых вод ветром. Авторам новой статьи удалось описать сразу три механизма, за счет которых тайфуны запускают апвеллинг и подъем подповерхностных вод Куросио.
В этом им помогла модель, учитывающая и биологические, и физические параметры океана, — так называемая Региональная океаническая система моделирования (ROMS). С ее помощью исследователи воспроизвели последствия супертайфуна «Чан-Хом», который обрушился на китайское побережье в 2015 году. В частности, рассчитанное распределение концентраций хлорофилла a (фотосинтетического пигмента водорослей) было очень близко тому, что следует из спутниковых данных, зафиксировавших сильное цветение воды.
Тайфун «Чан-Хом» 2015-го был не единственным под таким именем — подобные крупные циклоны периодически возникают над Тихим океаном. Он также стал ценным объектом исследования механизмов формирования потоков апвеллинга, приводящих к буму роста водорослей.
Авторы подчеркивают, что такие нелинейные (то есть имеющие сложное и плохо предсказуемое поведение) системы, как моделируемый ими океан, следует рассматривать в тесной связи с возникающими в нем тайфунами и ответом самой системы на эти циклоны. Из работы также следует особое значение связи физических факторов и динамики морских экосистем.
