Низкоуровневые облака влияют на глобальное потепление

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории США выявили механизм образования низких облаков, влияющих на энергетический баланс Земли, которые по-разному реагируют на глобальное потепление в зависимости от их пространственного расположения.

Результаты предполагают, что исследования, основанные исключительно на последних наблюдаемых тенденциях, вероятно, недооценивают то, насколько Земля будет нагреваться за счет увеличения углекислого газа в атмосфере.

Исследование было сосредоточено на облаках, которые влияют на климат путем отражения поступающей солнечной энергии и пропускания или удержания исходящего от Земли теплового излучения. По мере того как поверхность Земли нагревается, излучающий эффект облаков изменяется, внося свой вклад в реакцию климатической системы планеты.

Если эти изменения в облаках усиливают охлаждение Земли, то они создают отрицательную обратную реакцию на потепление. В противном случае обратная связь — положительная. Степень глобального потепления за счет увеличения углекислого газа в значительной мере зависит от знака и величины ответной реакции облаков, что делает это важным аспектом климатических исследований.

Ученые показали, что сила обратной связи облаков в модели климата демонстрирует большие колебания в зависимости от периода времени. Несмотря на положительный результат воздействия облаков на долгосрочный прогноз глобального потепления, модель демонстрирует сильную отрицательную реакцию за последние 30 лет. Это различие обусловлено появлением низкоуровневых облаков в тропиках, которые значительно охлаждают планету путем отражения солнечной энергии в космос.

«Благодаря сочетанию моделей климата и спутниковых наблюдений мы обнаружили, что тенденция к образованию низкоуровневых облаков за последние три десятилетия существенно отличается от развития событий при долговременном глобальном потеплении, — рассказал Чэнь Чжоу, ведущий автор работы. — Ключевым отличием является пространственная картина глобального потепления. Не каждый градус потепления одинаково влияет на низкие облака».

В ответ на увеличение углекислого газа климатические модели предсказывают почти равномерное нагревание планеты, которое способствует снижению низкой облачности с высокой отражающей способностью и установлению положительной обратной связи.

Но в течение последних 30 лет температура поверхности увеличивалась в тех тропических регионах, где воздух поднимается, и уменьшалась там, где воздух опускается.

«Этот конкретный образец потепления почти оптимален для распространения низких облаков, поскольку стабильность нижнего уровня атмосферы повышалась, что поддерживало влажность и облачность», — отметил соавтор исследования Стивен Кляйн.

По словам ученых, большинство спутниковых данных начали собирать в 80-х годах, поэтому линейные тенденции в течение последних трех десятилетий часто используются, чтобы сделать выводы о долгосрочном глобальном потеплении и оценить чувствительность климата.

Полученные результаты указывают на то, что обратная связь облачности и климатическая чувствительность, рассчитанная на основе наблюдаемых в последнее время тенденций, может быть недооценена, так как картина потепления в этот период уникальна.

Глобальная температура постепенно увеличивалась за период инструментальных наблюдений в связи с увеличением концентрации парниковых газов.

Но на это потепление накладывались большие температурные колебания из-за естественной внутренней изменчивости климатической системы, а также влияния вулканических извержений, аэрозольного загрязнения и солнечной активности.

В то время как потепление из-за СО2 имеет тенденцию быть относительно однородным в пространстве, тенденции изменения температуры поверхности вследствие внутренней изменчивости климата и аэрозольного загрязнения являются весьма неоднородными, сильно различаясь по разные стороны океанского бассейна. Тенденции, вычисляемые в течение коротких периодов времени, часто сильно зависят от других факторов, помимо СО2, и могут оказаться весьма обманчивыми.

Команда подчеркнула, что облака особенно чувствительны к тонким различиям в характере потепления поверхности, и исследователи должны тщательно учитывать такие эффекты, делая выводы об обратной связи облачности и чувствительности климата, исходя из наблюдений за короткий период времени.