Вчені збентежені небувалою спекою 2024 року

У 2024 році було зафіксовано найспекотніші періоди з червня по серпень за всю історію спостережень, продовжуючи приголомшливу смугу рекордних глобальних температур, яка почалася в червні 2023 року. Цей несподіваний стрибок температури, описаний кліматологами як принизливий і збентежений, спонукав до інтенсивного дослідження факторів, що сприяли цьому.

Останні температурні тенденції

З червня по серпень 2024 року глобальні температури досягли рекордних значень, перевищивши аналогічний період 2023 року. Ця надзвичайна спека не обмежувалася літніми місяцями; За даними Інституту космічних досліджень імені Годдарда (GISS) НАСА, глобальні температури встановлюють нові рекорди протягом 15 місяців поспіль, починаючи з червня 2023 року і триваючи до серпня 2024 року.

Хоча ця тривала хвиля спеки узгоджується з ширшою тенденцією до потепління, спричиненою діяльністю людини, зокрема викидами парникових газів, її інтенсивність приголомшила кліматологів. Гевін Шмідт, директор GISS, описав несподіваний стрибок температури наприкінці 2023 року як «принизливий» і «збентежений» у коментарі, опублікованому в Nature.

Діаграми на цій сторінці показують, наскільки глобальні температури у 2023 і 2024 роках відрізнялися від очікувань на основі температурних записів NASA. Приблизно через рік Шмідт та інші кліматологи все ще намагаються зрозуміти, чому.

«Потепління у 2023 році було на голову вищим за будь-який інший рік, і 2024 рік також буде», — сказав Шмідт. «Я хотів би знати, чому, але я не знаю. Ми все ще в процесі оцінки того, що сталося, і чи бачимо ми зміни в тому, як працює кліматична система».

Прогнозування коливань клімату

Температура повітря та океану на Землі протягом певного року зазвичай відображає поєднання довгострокових тенденцій, таких як ті, що пов’язані зі зміною клімату, і короткострокових впливів, таких як вулканічна активність, сонячна активність і стан океану.

Наприкінці 2022 року, як він робив щороку з 2016 року, Шмідт використав статистичну модель для прогнозу глобальних температур на наступний рік. Ла-Нінья, яка знижує температуру поверхні моря в тропічній частині Тихого океану, була присутня в першій половині 2023 року і повинна була вплинути на глобальні температури. Шмідт підрахував, що середня глобальна температура 2023 року досягне приблизно 1,22 градуса за Цельсієм вище базової лінії, помістивши його в трійку чи чотири найтепліші роки, але це не буде рекордним роком. Вчені Метеорологічного бюро Великобританії, Berkeley Earth і Carbon Brief зробили аналогічні оцінки, використовуючи різні методи.

Ця діаграма показує очікування Шмідта щодо того, наскільки місячні температури з січня 2023 року по серпень 2024 року відрізнятимуться від базової лінії НАСА за 1951-1980 роки (також відомої як аномалія ) . Очікування (позначене пунктирною лінією на діаграмі) ґрунтувалося на рівнянні, яке обчислює глобальну середню температуру на основі останніх 20-річних темпів потепління (приблизно 0,25°C на десятиліття) і вимірювань температури поверхні моря NOAA від тропічної частини Тихого океану, що пояснює тримісячну затримку, щоб ці температури вплинули на середню глобальну температуру. Заштрихована область показує діапазон мінливості (плюс-мінус два стандартних відхилення).

«Більш складні моделі глобального клімату корисні для прогнозування довгострокового потепління, але статистичні моделі, подібні до цих, допомагають нам спрогнозувати мінливість від року до року, в якій часто домінують явища Ель-Ніньо та Ла-Нінья», — сказав Зек Хаусфатер, кліматолог. в Каліфорнійському університеті Берклі. Hausfather допомагає створити глобальний температурний рекорд Берклі Землі, а також створює щорічні прогнози глобальних температурних змін на основі цих даних.

Перевершує очікування

Статистична модель Шмідта, яка успішно передбачала глобальну середню температуру кожного року з 2016 року, недооцінила виняткову спеку у 2023 році, як і методи, використані Хаусфатером та іншими кліматологами. Шмідт очікував, що глобальні температурні аномалії досягнуть піку в лютому або березні 2024 року як відстрочена реакція на додаткове потепління від Ель-Ніньо. Натомість аномальна спека виникла задовго до того, як Ель-Ніньо досяг піка. І спека прийшла з несподіваною інтенсивністю — спочатку в північній частині Атлантичного океану, а потім практично всюди.

«У вересні було побито рекорд, який склав абсолютно вражаючі 0,5 градуса за Цельсієм», — сказав Шмідт. «Цього не траплялося раніше в записах GISS».

На діаграмі вище показано, як глобальні температури, розраховані з січня 2023 року по серпень 2024 року, відрізнялися від базової лінії NASA (1951–1980). Попередні рекордні температурні аномалії для кожного місяця — встановлені у 2016 і 2020 роках — позначені червоною пунктирною лінією. Починаючи з червня 2023 року, щомісяця температури перевищували попередні рекорди на 0,3-0,5°C. Незважаючи на те, що температурні аномалії у 2024 році були ближчими до минулих аномалій, вони продовжували бити рекорди до серпня 2024 року. Середня глобальна температура у вересні 2024 року була на 1,26°C вище базової лінії NASA — нижче, ніж у вересні 2023 року, але все ще на 0,3°C вище будь-якого вересня у рекорді. до 2023 року.

Щоб обчислити глобальні зміни середньої температури Землі, вчені NASA аналізують дані десятків тисяч метеорологічних станцій на суші, а також тисячі приладів на кораблях і буях на поверхні океану. Команда GISS аналізує цю інформацію за допомогою методів, які враховують різноманітні відстані між температурними станціями по всьому світу та вплив міського опалення, який може спотворити розрахунки.

Вивчення непередбачених факторів

З травня 2024 року Шмідт проводить дослідження про можливі причини неочікуваного тепла, включаючи зміни у викидах парникових газів, надходження сонячного випромінювання, частки в повітрі, які називаються аерозолями, і хмарний покрив, а також вплив Hunga Tonga-2022. Виверження вулкана Хунга Хаапай. Однак жоден із цих факторів не дає того, що Шмідт та інші вчені вважають переконливим поясненням незвичайної спеки у 2023 році.

Рівень парникових газів в атмосфері продовжує зростати, але Шмідт оцінює, що додаткове навантаження з 2022 року спричинило лише додаткове потепління приблизно на 0,02°C. Сонце наближалося до піка активності у 2023 році, але його приблизно 11-річний цикл добре виміряний і недостатній для пояснення стрибка температури.

Великі вулканічні виверження, такі як Ель-Чічон у 1982 році та Пінатубо в 1991 році, спричиняли короткі періоди глобального похолодання в минулому через викид аерозолів у стратосферу. А дослідження, опубліковане у 2024 році, вказує на те, що виверження на Тонга мало чистий ефект охолодження у 2022 і 2023 роках. «Якщо це так, то в системі є ще більше потепління, що потребує пояснення», — сказав Шмідт.

Іншим можливим фактором є зменшення забруднення повітря. Дослідницька група під керівництвом Тіанле Юань, дослідника атмосфери з Центру космічних польотів імені Годдарда НАСА, виявила значне зниження аерозольного забруднення від судноплавства з 2020 року. Це падіння збігається з новими міжнародними правилами щодо вмісту сірки в морському паливі та спорадичними падіннями доставка через пандемію коронавірусу.

Викиди сірчаного аерозолю сприяють утворенню яскравих хмар, які відбивають сонячне світло, що надходить у космос, і мають чистий ефект охолодження. Зменшення цього забруднення має протилежний ефект: менша ймовірність утворення хмар, які могли б зігріти клімат. Хоча вчені, включно з Юанем, загалом погоджуються, що падіння викидів сірки, ймовірно, спричинило чисте потепління у 2023 році, наукове співтовариство продовжує обговорювати точний розмір ефекту.

«Усі ці фактори пояснюють, можливо, десяту частину градуса потепління», — сказав Шмідт. «Навіть якщо взяти до уваги всі правдоподібні пояснення, розбіжність між очікуваними та спостережуваними середньорічними температурами в 2023 році залишається близько 0,2°C — це приблизно розрив між попереднім і поточним річними рекордами».

Протистояння новим реаліям

І Хаусфатер, і Шмідт висловили стурбованість тим, що ці несподівані зміни температури можуть сигналізувати про зміну функціонування кліматичної системи. Це також може бути деяка комбінація мінливості клімату та зміни в системі, сказав Шмідт. «Це не обов’язково має бути або-або».

Однією з найбільших невизначеностей у кліматичній системі є те, як аерозолі впливають на формування хмар, що, своєю чергою, впливає на кількість радіації, відбитої назад у космос. Однак однією з проблем для вчених, які намагаються зібрати воєдино те, що сталося у 2023 році, є відсутність оновлених глобальних даних про викиди аерозолів. «Надійні оцінки викидів аерозолів залежать від зусиль, здебільшого керованих волонтерами, і може пройти рік або більше, перш ніж будуть доступні повні дані за 2023 рік», — сказав Шмідт.

Супутник NASA PACE (планктон, аерозоль, хмара, океанська екосистема), запущений у лютому 2024 року, може допомогти пролити світло на ці невизначеності. Супутник допоможе вченим зробити глобальну оцінку складу різних аерозольних частинок в атмосфері. Дані PACE також можуть допомогти вченим зрозуміти властивості хмар і те, як аерозолі впливають на формування хмар, що важливо для створення точних кліматичних моделей.