Зимой Арктика нагревается вдвое сильнее чем летом: ученые знают, почему это происходит

Ученые больше не пугают климатическим кризисом, а заявляют, что он уже здесь, в результате чего мир столкнулся с экстремальными волнами жары, засухи и лесных пожаров, а начало нового сезона ураганов в Атлантике стартовало с рекордов — ураган Берил стал первым, достигшим 5 категории в июне, пишет PHYS.org.

В таких условиях прогнозирование изменения климата играет важную роль. Одним из ключевых показателей моделирования климата является радиационное воздействие. Эксперты отмечают, что большинство климатических моделей, в том числе модели общей циркуляции (МОЦ), сосредоточены на влиянии различных атмосферных факторов на радиационное воздействие. В то же время все еще существуют большие неопределенности в спутниковых наблюдениях многомодельном моделировании — они связаны с атмосферными факторами.

Известным источником неопределенности в МОЦ сегодня являются облака, приводящие к радиационным погрешностям. Однако ученые считают, что существует и другой вероятный источник радиационной неопределенности — осадки.

Известно, что осаждающиеся частицы влияют на радиационное воздействие, разрушая входящее коротковолновое и исходящее длинноволновое излучение. Большинство традиционных МОЦ при этом в Фазе 6 проекта взаимного сравнения связанных моделей (CMIP6) рассматривают осадки диагностически и исключают радиационное воздействие осадков (REP).

Извлечение величины REP в климатических моделях является сложной задачей из-за сложной обратной связи между атмосферой и океаном, а также изменчивости нескольких моделей. В результате в новом исследовании под руководством Тауро Мичибата из Университета Окаямы ученые сосредоточились на том, чтобы изучить влияние REP на радиационное воздействие в различных географических масштабах.

В своей работе ученые использовали три подверсии японской GCM, MIROC6, включающие различные методы расчета осадков и радиации. Отмечается, что подверсии включали диагностические осадки без REP (DIAG), прогнозные осадки без REP (PROG REP-OFF) и прогнозные осадки с REP (PROG REP-ON). Эти данные позволили ученым количественно оценить влияние осаждающихся частиц на радиационный баланс и гидрологические циклы, причем как в глобальном и региональном масштабе.

По словам Мичибата, помимо модели MIROC6 они с коллегами также использовали 34 другие климатические модели, хранящиеся в архиве CMIP6. Это позволило ученым лучше понять REP сезонных изменений арктического усиления. Используя наборы симуляций и спутниковые наблюдения, ученые систематически документировали значение REP для глобального и регионального гидрологического цикла и энергетического бюджета

Результаты работы ученых свидетельствуют о том, что REP влияет не только на локальный термодинамический профиль, но также и на интенсивность и распределение удаленных осадков, что воздействует и изменяет атмосферную циркуляцию. Из-за осаждающихся частиц в атмосфере происходит коллективное уменьшение чистой коротковолновой радиации — так называемый "эффект зонтика".

Ученые обнаружили, что это приводит к ослаблению радиационного охлаждения атмосферы, а следовательно замедлению гидрологического цикла на глобальном уровне. Результаты свидетельствуют о том, что потепление было более выражено в полярных регионах Земли: температура поверхности значительно увеличивалась зимой в сравнении с моделированием без REP. Это повышение температуры более чем в два раза превышает летнее потепление.

Исследование в основном подчеркивает величину потепления поверхности в PROG REP-ON, которое зимой сильнее, чем летом. Это было дополнительно подтверждено с помощью 34 моделей CMIP6, которые также показали систематические изменения в арктическом усилении при учете REP.

Напротив, колебания температуры в тропических и субтропических регионах оказались относительно небольшими. Фактически, трехмерный анализ радиационного баланса показал, что изменение количества осадков было основным эффектом REP в тропиках, в отличие от значительного изменения температуры в полярных регионах.

Таким образом ученые нашли доказательства того, что радиационное воздействие осадков действительно является существенным для радиационного баланса и гидрологического цикла в глобальных и региональных масштабах. Более того, ученые теперь настаивают, что данные REP необходимо учитывать в климатических моделях для получения более полных данных.