Южный океан в моделях превратился из поглотителя углерода в источник

Усилия по сокращению выбросов углекислого газа могут иметь неожиданное последствие для одного из ключевых буферов климатической системы — Южного океана. Климатические симуляции, представленные в журнале Science Advances, показывают: при переходе к нулевым или отрицательным выбросам Южный океан со временем может перестать поглощать CO₂ и начать его выделять. Авторы подчёркивают: речь идёт о результате одной модели с рядом оговорок, а не о процессе, наблюдаемом уже сегодня.

Роль Южного океана в климатической системе

Мировой океан поглощает примерно 30% всех антропогенных выбросов CO₂, смягчая темпы его накопления в атмосфере. Из этого объёма на долю Южного океана вокруг Антарктиды приходится, по различным оценкам, от 40 до 50%. Именно поэтому то, что происходит с этим поглотителем углерода, имеет прямое значение для климатической политики.

Исследование провели Чон-Сон Куг и Ечул Шин из Сеульского национального университета совместно с коллегами из германского Центра исследований океана GEOMAR в Киле. Они использовали климатическую систему Community Earth System Model версии 2 (CESM2) в двух идеализированных сценариях:

• ZEC (Zero Emissions Commitment) — выбросы резко сокращаются до нуля;
• NEG (Negative Emissions) — после достижения нуля начинается активное извлечение CO₂ из атмосферы.

Что происходит в моделях

В обоих сценариях поведение Южного океана со временем меняется принципиально. При нулевых выбросах его функция поглотителя постепенно ослабевает. В сценарии с отрицательными выбросами весь мировой океан к 2154 году переключается из чистого поглотителя CO₂ в чистый источник: начинает выделять больше CO₂, чем поглощает.

Для самого Южного океана конкретные цифры выглядят так: по расчётам модели, выбросы достигают порядка 8,5–8,6 г углерода на квадратный метр в год, тогда как в 2001 году этот же регион поглощал около 2,8 г на квадратный метр.

После прекращения отрицательных выбросов в 2196 году — когда атмосферная концентрация CO₂ в модели вернулась к исходным значениям — система постепенно восстанавливалась.

Почему это происходит

Авторы выделяют два основных механизма, действующих одновременно:

• Устойчивый нагрев поверхности — Южный океан остаётся теплее, чем был до начала выбросов, даже после их прекращения. Тёплая вода растворяет меньше CO₂, поэтому «ёмкость» для поглощения снижается.
• Снижение щёлочности поверхности — глобальное равномерное уменьшение карбонатной щёлочности в поверхностном слое океана увеличивает парциальное давление CO₂ в воде. Когда оно превышает давление CO₂ в атмосфере, газ начинает выходить из воды, а не поглощаться ею.

Оба процесса меняют разницу парциальных давлений CO₂ между океаном и атмосферой — именно она определяет направление потока газа. При снижении концентрации CO₂ в атмосфере его давление в воде может оказаться выше, чем в воздухе, и тогда океан начинает выделять газ.

Важные оговорки.

Читайте также по теме: влиянии климатических осцилляций на коралловые убежища.

Исследование основано на одной климатической модели и использует идеализированные сценарии: резкий переход к нулевым выбросам и последующее активное изъятие углерода из атмосферы — ситуация, которая в реальности пока не имеет прецедента. Авторы не утверждают, что в ближайшие десятилетия такое переключение уже происходит или неизбежно произойдёт. Другие модели и более реалистичные сценарии могут дать иные временны́е рамки и масштабы. Тем не менее работа указывает на значимый потенциальный обратный отклик, который нужно учитывать при долгосрочном планировании климатической политики.