Большинство глобальных климатических моделей могут недооценивать количество осадков, которые будут выпадать в тропических регионах по мере дальнейшего нагревания планеты. Это объясняется тем, что эти модели не учитывают сокращение высотных облаков над тропиками, зафиксированное в недавних наблюдениях НАСА.
Вы, наверное, думаете, как уменьшение облаков может привести к большему количеству осадков? Дело в том, что в глобальном масштабе осадки связаны не только с наличием дождевых облаков, но и с «энергетическим бюджетом» Земли — энергией, поступающей от солнца, в сравнении с исходящей тепловой энергией.
© coffeehuman | Shutterstock
Высотные тропические облака улавливают тепло в атмосфере. Если в будущем их будет меньше, тропическая атмосфера остынет. Судя по наблюдаемым изменениям облаков за последние десятилетия, атмосфера сократила формирование облаков в ответ на поверхностное потепление. Это влечет за собой увеличение количества тропических осадков, которые согревают воздух, чтобы сбалансировать охлаждение от сокращения высотных облаков.
Осадки, согревающие воздух, — кажется, тоже звучит нелогично, ведь люди привыкли, что дождь связан с прохладой. Однако в атмосфере на высоте в несколько километров преобладает иной процесс. Когда вода испаряется здесь, на поверхности Земли, и поднимается в атмосферу, она несет в себе тепловую энергию, из-за которой испаряется. В холодной верхней атмосфере, когда водяной пар конденсируется в жидкие капли или частицы льда, он выделяет свое тепло и нагревает атмосферу.
Уменьшение тропического облачного покрова является одним из последствий глобальных сдвигов воздушных потоков, которые происходят, когда температура поверхности Земли повышается. Эти крупномасштабные потоки называются общей циркуляцией атмосферы и включают в себя широкую зону восходящего воздуха, сосредоточенную на экваторе. Наблюдения за последние 30–40 лет показали, что эта зона сужается по мере потепления климата, вызывая уменьшение высотных облаков.
Ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА и четырех университетов сравнили данные по климату за последние несколько десятилетий с 23 климатическими моделями того же периода. Климатические модели используют ретроспективу, чтобы проверить, насколько хорошо их числовые схемы способны воспроизводить наблюдения. Для сбора данных команда использовала наблюдения исходящего теплового излучения, полученные с помощью NASAs spaceborne Clouds, Earths Radiant Energy System (CERES) и других спутниковых инструментов, а также наземного оборудования.
Они обнаружили, что большинство климатических моделей недооценивают темпы увеличения количества осадков на каждый градус поверхностного потепления, которое произошло в последние десятилетия. Модели, которые были ближе всего к результатам наблюдений за облаками в современном климате, показали большее увеличение осадков в будущем, чем другие модели.
Исследование под названием Tightening of Tropical Ascent and High Clouds Key to Precipitation Change in a Warmer Climate было опубликовано в журнале Nature Communications.