Хмари менш чутливі до клімату, ніж вважалося раніше

У 2020 році д-р Рафаела Фогель і міжнародна команда з Центру досліджень і сталості системи Землі Гамбурзького університету (CEN), Лабораторії динамічної метеорології в Парижі та Інституту метеорології Макса Планка в Гамбурзі провели велику польову кампанію, щоб проаналізувати дані спостережень, зібрані в полях купчастих хмар поблизу атлантичного острова Барбадос. Завдяки своєму аналізу вони виявили, що внесок цих хмар у потепління клімату потрібно переоцінити.

«Пасатні хмари впливають на кліматичну систему в усьому світі, але дані демонструють поведінку інакше, ніж передбачалося раніше. Отже, екстремальне підвищення температури Землі є менш імовірним, ніж вважалося раніше», — каже Фогель, атмосферолог. «Хоча цей аспект дуже важливий для більш точного прогнозування майбутніх кліматичних сценаріїв, це точно не означає, що ми можемо відмовитися від захисту клімату».

На сьогодні багато кліматичних моделей симулювали значне зменшення пасатних хмар, що означало б, що значна частина їх функції охолодження буде втрачена, а атмосфера, як наслідок, нагріється ще більше. Нові дані спостережень показують, що це малоймовірно.

Безсумнівним є те, що з прогресуванням глобального потепління все більше води з поверхні океану випаровується, а вологість біля основи пасатних хмар збільшується. Навпаки, повітряні маси у верхній частині хмар дуже сухі й лише трохи зволожуються. Це призводить до істотної різниці у вологості зверху та знизу. В атмосфері це розсіюється при змішуванні повітряних мас. Попередня гіпотеза: більш сухе повітря транспортується вниз, спричиняючи швидке випаровування крапель хмари та підвищення ймовірності того, що хмари розсіються.

Дані спостережень з Барбадосу тепер пропонують першу надійну кількісну оцінку того, наскільки вираженим є вертикальне змішування насправді, і як це впливає на вологість і хмарний покрив у цілому. Таким чином, це перші дані, які проливають світло на процес, важливий для розуміння зміни клімату. Коротко кажучи: більш інтенсивне перемішування не робить нижні шари сухішими й не розсіює хмари. Швидше, дані показують, що хмарний покрив фактично збільшується зі збільшенням вертикального змішування.

«Це гарна новина, тому що це означає, що хмари пасатного вітру набагато менш чутливі до глобального потепління, ніж вважалося протягом тривалого часу», — говорить Фогель. «Завдяки нашим новим спостереженням і відкриттям ми тепер можемо безпосередньо перевірити, наскільки кліматичні моделі реалістично відображають появу пасатних хмар. У зв’язку з цим особливо перспективним є нове покоління кліматичних моделей високої роздільної здатності, які можуть симулювати динаміку хмар по всій земній кулі в масштабах до одного кілометра. Завдяки їм майбутні прогнози будуть більш точними та надійними».

Місячна польова кампанія EUREC4A (2020) була розроблена членами команди навколо тривалих польотів з двома дослідницькими літаками, які були оснащені різними приладами та працювали на різних висотах, а також вимірювання на борту судна з R/V Meteor — німецького дослідницького судна. під керівництвом Гамбурзького університету. Один літак використовувався для скидання сотень атмосферних зондів з висоти дев’яти кілометрів. Під час падіння зонди збирали атмосферні дані про температуру, вологість, тиск і вітер. Інший літак досліджував хмари біля їх бази, на висоті 800 метрів, тоді як корабель проводив вимірювання на поверхні. Результат: безпрецедентна база даних, яка допоможе зрозуміти незрозумілу роль хмар у кліматичній системі та точніше передбачити їхню роль у зміні клімату в майбутньому.

Охолоджуючий або зігріваючий ефект хмар залежить від того, наскільки високо вони знаходяться. З максимальною висотою двох-трьох кілометрів досліджувані пасатні хмари є порівняно низькими, відбивають сонячне світло та охолоджують атмосферу в процесі. Навпаки, висока хмарність посилює парниковий ефект, потеплівши клімат.