Вчера ОХЛАЖДАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ОБЛАКОВ МОЖЕТ ИСЧЕЗНУТЬ В ТЕПЛЕЮЩЕМ МИРЕ
Высокая концентрация углекислого газа в атмосфере может привести к рассеиванию облачных гряд, которые отражают около 30% солнечного света, достигающего Земли. Низкие облачные гряды у побережья Калифорнии, Перу и Намибии являются одними из самых эффективных систем охлаждения на планете, потому что они отражают солнечный свет обратно в космос. Но новое моделирование климата показывает, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере может разрушить эти облачные слои и усугубить будущее потепление.
Результаты, опубликованные 25 февраля в журнале Nature Geoscience (Schneider, T. et al. Nature Geosci. 2019), показывают ранее неизвестное взаимодействие между облаками и парниковыми газами: если нынешний уровень содержания двуокиси углерода в атмосфере будет превышен примерно в три раза, это может послужить сильному рассеиванию облаков. При обычном росте выбросов подобное может произойти примерно через столетие. Согласно прогнозам, в мире с меньшим количеством облаков потепление может оказаться на 8ºC больше того уровня, который обусловлен парниковыми газами. Климат Земли станет таким же, как 50 миллионов лет назад, когда в свободной ото льда Арктике плавали крокодилы, а пальмы росли до самой Аляски.
«Это предупредительный выстрел о будущем, — говорит соавтор исследования Тапио Шнайдер, который изучает динамику облаков в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. — Если мы не сократим выбросы, возможны очень большие и трудноразрешимые изменения климата».
Расставание
Облака, которые образуют над океанами огромные гряды, называются слоисто-кучевыми. Они способны отражать примерно 30% энергии Солнца. Но слоисто-кучевые облака расстраивают моделирующих климат, потому что их трудно воспроизвести в компьютерных программах.
Большинство исследователей упрощают такие мелкомасштабные явления, как облака, дождь, штормы и лед, чтобы максимально точно имитировать крупномасштабные процессы, такие как изменения температуры поверхности моря. Для одновременной обработки реалистичных сценариев для всех погодных явлений попросту не хватает вычислительной мощности.
Чтобы получить более реалистичную картину того, как поведут себя облака в будущих климатических сценариях, Шнайдер и его команда упростили крупномасштабные процессы и постарались максимально точно смоделировать поведение облаков.
Когда исследователи увеличили уровень содержания углекислого газа с 400 частей на миллион (ч./млн) до более 1200 ч./млн, атмосфера прогрелась, и плотные слои облаков начали распадаться на более мелкие, более пушистые облака. Это произошло потому, что слоисто-кучевые облака должны излучать тепло в верхние слои атмосферы, чтобы поддерживать себя — если атмосфера становится слишком теплой, гряды облаков рассеиваются.
«Это не помешательство, — говорит Эндрю Акерман, исследователь облаков в Институте космических исследований имени Годдарда при НАСА в Нью-Йорке. — Основной механизм вполне правдоподобен».
Неприятный сюрприз
На протяжении десятилетий облака создавали главную неопределенность в прогнозах изменения климата, в том числе в моделях, используемых Межправительственной группой экспертов по изменению климата (пресловутая МГЭИК ООН), говорит Мэтью Хубер, палеоклиматолог из университета Пердью в Западном Лафайете, что в штате Индиана. Это означает, что многие модели могут недооценивать будущее изменение климата.
Модель, предложенная Шнайдером и его коллегами, имеет аналогичные проблемы, говорит Хубер. Несмотря на то, что результаты предвещают более теплый мир, эти прогнозы по-прежнему полны значительной неопределенности. По его словам, некоторые крупномасштабные взаимодействия, в том числе то, как океаны обмениваются теплом и энергией с атмосферой, упрощены или игнорировались. Это затрудняет определение точных уровней углекислого газа, при которых слоисто-кучевые облака теряют стабильность.
Но Шнайдер и другие ученые пытаются определить пределы моделирования атмосферы Земли в компьютерных программах. Один из подходов использует машинное обучение на реальных наблюдениях и моделированиях, которые детализируют мелкомасштабные процессы, чтобы научить глобальные климатические модели лучше представлять поведение облаков. Это может привести к более быстрым и более надежным способам прогнозирования будущего климата.
Что бы ни предсказывали эти модели, люди должны быть готовы к значительным изменениям в нашем климате, говорит метеоролог Пакита Зуидема из университета Майами во Флориде. Эти сдвиги были обычным явлением в прошлом, говорит она, «и работа Тапио наводит на мысль о том, как это может обстоять в будущем».
Это исследование служит напоминанием о том, что более теплый мир может преподнести нам сюрпризы, говорит Хубер. «И эти сюрпризы будут неприятны».
Эмилиано Родригес Мега (Emiliano Rodríguez Mega).
Опубликовано в британском научном журнале «Нэйче» 25 февраля 2019 года.
Перевод с английского Александра ЖАБСКОГО.
Новое на сайте экопросвещения ЭКО.ЗНАЙ
