Значний стрибок температур у 2023 році обійшов усі прогнози, і тепер вчені знають, чому

У чому справа

Підвищення рівня моря, танення льодовиків і теплові хвилі у 2023 році побили численні тривожні рекорди. Дослідники стикаються зі значними труднощами у визначенні причин, оскільки прогнози розійшлися з фактичними показниками. Хоча такі фактори, як антропогенне накопичення парникових газів, період теплих течій Ель-Ніньо та виверження вулканів, пояснюють значну частину потепління, вони не можуть пояснити настільки різкий стрибок температур. Зокрема, непоясненним увесь цей час лишався розрив у підвищенні глобальної температури приблизно на 0,2 градуса, повідомляє 24 Канал з посиланням на Science. Хоча це може здаватися мізерно малим показником, але для земної погоди в контексті часу це дуже багато й відчутно для екосистем.

Команда з Інституту Альфреда Вегенера (AWI) пропонує переконливу гіпотезу: поверхня Землі знизила свою здатність відбивати сонячне світло назад у космос внаслідок зменшення кількості певних типів хмар. Це зменшення відбивної здатності може допомогти пояснити додаткове потепління.

Доктор Хельге Гесслінг каже, що ця прогалина у 0,2 градуса між тим, що могли б спричинити всі відомі фактори, і тим, що ми насправді спостерігали, сьогодні є одним із найбільш обговорюваних питань у кліматичних дослідженнях. Намагаючись її заповнити, дослідники з AWI та Європейського центру середньострокових прогнозів погоди (ECMWF) звернулися до супутникових даних NASA, а також власного ECMWF, у якому спостереження поєднуються зі складною погодною моделлю. У деяких випадках дані сягають 1940 року, що дозволяє детально проаналізувати, як змінювався глобальний енергетичний бюджет і хмарний покрив на різних висотах.

Так було виявлено, що в обох наборах даних 2023 рік виділяється як рік з найнижчим планетарним альбедо. Планетарне альбедо описує відсоток вхідного сонячного випромінювання, яке відбивається назад у космос після всіх взаємодій з атмосферою і поверхнею Землі. Тобто це фактично здатність планети віддзеркалювати світло й тепло назад.

Ми вже спостерігали невелике зниження в останні роки. Дані вказують на те, що в 2023 році планетарне альбедо може бути найнижчим принаймні з 1940 року,
– пишуть учені.

Це посилило б глобальне потепління і могло б пояснити "відсутні" 0,2 градуса за Цельсієм. Але що спричинило це майже рекордне падіння планетарного альбедо?

Куди зникли хмари

Альбедо поверхні Землі падає ще з 1970-х років. Частково причиною цьому є зменшення кількості арктичного снігу та морського льоду, що також означає зменшення кількості білих ділянок, які відбивають сонячне світло. Починаючи з 2016 року, ця тенденція посилилася через зменшення морського льоду в Антарктиці. Однак аналіз показує, що зниження поверхневого альбедо в полярних регіонах відповідальне лише близько 15 відсотків від загального зниження планетарного альбедо.

Альбедо також помітно знизилось і в інших місцях. Для того, щоб розрахувати потенційний вплив цього зниження, дослідники застосували відому модель енергетичного бюджету, здатну імітувати температурну реакцію складних кліматичних моделей. Вони виявили: без зменшення альбедо з грудня 2020 року середня температура у 2023 році була б приблизно на 0,23 градуса Цельсія нижчою.

Одна тенденція, схоже, суттєво вплинула на зменшення планетарного альбедо: зменшення низьковисотних хмар на півночі середніх широт і в тропіках. У цьому плані особливо виділяється Атлантика, тобто саме той регіон, де у 2023 році спостерігалися найбільш незвичні температурні рекорди.

Впадає в очі, що східна частина Північної Атлантики, яка є одним із головних чинників останнього стрибка глобальної середньої температури, характеризувалася значним зменшенням кількості низьковисотних хмар не тільки в 2023 році, але й за останні десять років,
– йдеться у висновках.

Дані показують, що хмарний покрив на низьких висотах зменшився, тоді як на середніх і високих висотах зменшився лише незначно, якщо взагалі якось змінився.

Той факт, що за зменшення альбедо відповідають переважно низькі хмари, а не хмари на великих висотах, має важливі наслідки. В цілому хмари на всіх висотах відбивають сонячне світло, створюючи ефект охолодження. Але хмари у високих холодних шарах атмосфери також створюють ефект потепління, оскільки вони утримують тепло, випромінюване з поверхні, в атмосфері. Фактично це той самий ефект, що й парникові гази. Але низькі хмари не мають такого ж ефекту. Якщо низьких хмар стає менше, ми лише втрачаємо охолоджувальний ефект, і стає тепліше.

Але чому низьких хмар стає менше?

• Ймовірно, це пов'язано зі зменшенням концентрації антропогенних аерозолів в атмосфері, особливо через суворіші правила щодо суднового палива. Як ядра конденсації, аерозолі відіграють важливу роль у формуванні хмар, а також самі відбивають сонячне світло.
• Крім того, свій внесок могли зробити природні флуктуації та зворотний зв'язок з океаном.
• Проте Хельге Гесслінг вважає малоймовірним, що лише цих факторів достатньо, і пропонує третій механізм: глобальне потепління саме по собі зменшує кількість низьких хмар.

"Якщо значна частина зниження альбедо дійсно пов'язана зі зворотним зв'язком між глобальним потеплінням і низькою хмарністю, як показують деякі кліматичні моделі, нам слід очікувати досить інтенсивного потепління в майбутньому", – підкреслює вчений. На його думку, ми можемо побачити глобальне довгострокове потепління клімату, що перевищить 1,5 градуса за Цельсієм, раніше, ніж очікувалося.