Последствия цветения Баренцева и Карского морей оценили из космоса

Ученые из Института океанологии РАН и МФТИ провели масштабное исследование, проанализировав спутниковые данные о состоянии Баренцева и Карского морей за 26 лет. Результаты показали, что активное цветение фитопланктона, вызванное потеплением, может ускорять климатические изменения в Арктике.

В ходе исследования были обработаны снимки со спутниковых сканеров цвета за последние 26 лет

Источник: Unsplash

Климатические изменения в Арктике становятся все более заметными, и одним из ключевых индикаторов этих процессов является фитопланктон. Ученые из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН и Московского физико-технического института провели детальный анализ спутниковых снимков Баренцева и Карского морей за последние 26 лет. Результаты исследования, опубликованные в журнале «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», раскрывают важные закономерности в динамике цветения вод и его влиянии на климат.

Фитопланктон, несмотря на микроскопические размеры, играет огромную роль в экосистеме планеты. Эти водоросли, обитающие в верхних слоях воды, производят более половины всего атмосферного кислорода благодаря процессу фотосинтеза. Однако их активное размножение, известное как «цветение воды», может иметь серьезные последствия. Избыток фитопланктона меняет отражательную способность океана, влияя на температуру поверхности воды и, как следствие, на климат региона.

Динамика концентрации хлорофилла а Хл (слева) и кокколитофорид Ncoc (справа) в среднем субрегионе Баренцева моря: линейные тренды (синие прямые), скользящее среднее (зеленые штрихи), результаты сингулярного спектрального анализа (красные кривые). Источник: журнал «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса».

Источник: http://jr.rse.cosmos.ru/

Используя данные спутниковых сканеров цвета, исследователи изучили изменения концентрации хлорофилла — пигмента, который позволяет фитопланктону поглощать солнечный свет. Анализ показал, что в среднем субрегионе Баренцева моря, куда проникают теплые воды Норвежского течения, уровень хлорофилла резко возрастает дважды в год. Кроме того, были обнаружены циклы колебаний концентрации пигмента с периодичностью 6−7 лет, что может быть связано с долгосрочными климатическими процессами.

Особое внимание ученые уделили кокколитофоридам — одноклеточным водорослям, покрытым известковыми пластинками. Эти организмы не только влияют на цветение воды, но и способны изменять альбедо морской поверхности, то есть ее способность отражать солнечный свет. В Карском море, где ледовый покров сокращается из-за потепления, температура поверхности воды ежегодно увеличивается на 0,058−0,098°C. Это создает благоприятные условия для массового размножения фитопланктона, что, в свою очередь, может усиливать таяние льдов.

Для обработки данных исследователи применили сложные математические методы, включая гармонический и сингулярный спектральный анализ. Это позволило выделить основные закономерности в изменчивости биооптических характеристик морей.

Ранее ученые презентовали инновационные биосенсоры, способные измерить чистоту арктической воды.