Интенсивность глобального потепления связали с ослаблением циркуляции в Южном океане

Ученые обнаружили связь между ускорением потепления климата и ослаблением опрокидывающей меридиональной циркуляции в Южном океане. Потепление изменило режим ветров в области Антарктиды и нагрело придонные воды, вследствие чего Южный океан стал хуже поглощать избыток тепла из атмосферы. Такие выводы позволило сделать сравнение двух климатических моделей ансамбля CMIP6, одна из которых прогнозировала более быстрое и интенсивное потепление климата. Статья опубликована в журнале Nature Geoscience.

Антропогенные выбросы парниковых газов приводят к глобальному изменению климата, но в масштабах планеты этот процесс неоднороден, и не все конкретные механизмы отклика климатической системы на рост концентрации CO2 в атмосфере к текущему моменту детально изучены. Один из способов изучения механизмов потепления — использование математических моделей. В разных моделях потепление прогнозируется с неодинаковыми скоростью и интенсивностью, и различия в таких прогнозах позволяет выявить критически уязвимые компоненты климатической системы. Климатические модели сравниваются в рамках специального международного проекта Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), который сейчас находится в шестой фазе.

Одним из важных показателей, в оценках которого зачастую расходятся климатические модели, является эффективная чувствительность климата (EffCS) — сбалансированное глобальное среднее потепление земной поверхности, которое произойдет за 150 лет при четырехкратном росте концентрации углекислого газа в атмосфере. В предыдущей фазе проекта по сравнению климатических моделей (CMIP5) отличия в значениях EffCS приходились на тропическую акваторию Тихого океана. В последней же фазе (CMIP6) прогнозы относительно этих широт нивелировались, и отличия проявились уже для области Южного океана ниже 35 градуса южной широты.

Корреляции между эффективной чувствительностью климата и отражением коротковолнового излучения от облаков над Южным океаном в ансамблях моделей CMIP5 (голубой цвет) и CMIP6 (оранжевый цвет).



Ученые под руководством Ады Гьермундсен (Ada Gjermundsen) из Норвежского метеорологического института попытались понять, чем вызвано различие между прогнозами потепления у моделей в CMIP6. Для этого они рассмотрели две климатические модели системы Земли: CESM2 (The Community Earth System Model version 2), разработанную в Лаборатории климата и глобальной динамики Национального центра атмосферных исследований США, и NorESM2 (Norwegian Earth System Model version 2), разработанную в Норвежском метеорологическом институте. Эти модели отличаются значением показателя EffCS: в американской модели он составляет 5,3 кельвин, а в норвежской 2,5 кельвин. При этом базовые параметры, которые используются в этих моделях для описания суши, атмосферы и морского льда, одинаковы. Авторы обратили внимания на разницу в отражении коротковолновой радиации от облаков над Южным океаном: в модели CESM2 они отражают на 0,5 ватт, деленный на метр в квадрате и на кельвин тепла больше, чем в модели NorESM2, то есть облачность в этой зоне приводит к ускоренному потеплению земной поверхности.

c — рост температуры поверхности моря в течение 500 лет в модели CESM2; d — изменение этого же показателя в модели NorESM2-LM; e — отклик радиации, отраженной от облаков, в трех разных климатических моделях (наибольшие расхождения наблюдаются над Южным океаном, в других широтах прогнозы моделей хорошо согласуются).

Климатологи пришли к выводу, что это может быть связано с изменением опрокидывающей циркуляции Южного океана — главного поглотителя избыточного тепла атмосферы. Она действует аналогично Атлантической меридиональной циркуляции, благодаря которой углекислый газ поглощается холодной водой, опускается на глубину и надолго выводится из атмосферы. Потепление климата привело к тому, что эта циркуляция была нарушена: режим ветров вблизи Антарктиды изменился, воды антарктического дна нагрелись, и поглощение атмосферного тепла заметно ослабло. Это привело к усилению облачности над Южным океаном, которая также стала удерживать тепло, и как следствие к дополнительному потеплению климата в целом.

Отличия в меридиональной опрокидывающей циркуляции в Южном океане за 150 лет в моделях CESM2 (d) и NorESM2-LM (e).


Климатические модели ансамбля CMIP6 были использованы при подготовке шестого оценочного доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Согласно ему потепление на 1,5 градуса Цельсия относительно доиндустриального периода неизбежно и произойдет уже в ближайшие десятилетия, при этом сильнее всего изменение климата затронет средние и высокие широты северного полушария.

Марина Попова

Источник: nplus1.ru

0 0 голоса
Рейтинг статьи

Опубликовано: 27.09.2021 в 22:45

Автор:

Категории: Наука и технологии

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии