Облака могут усилить глобальное потепление

Во-первых, они обладают отражательной способностью — их белая поверхность отражает солнечные лучи от Земли, создавая охлаждающий эффект. Если бы планета внезапно лишилась облаков, было бы примерно в пять раз жарче, чем даже при самых катастрофических прогнозах глобального потепления – к таким выводам пришли ученые-климатологи, опубликовавшие результаты своего исследования в в журнале Nature Climate Change еще пять лет назад. Но облака также создают эффект потепления — определенные их типы изолируют излучение Земли. Какой эффект сильнее, зависит от типа облака. Перистые облака — высокие и тонкие, видимые в относительно ясные дни — поглощают и удерживают тепло, нагревая Землю. Слоистые или слоисто-кучевые облака — пухлые и пушистые, которые часто парят над океаном в пасмурные дни — отражают больше солнечного света, охлаждая Землю.

Водяной пар конденсируется вокруг частицы пыли или капли на микроскопическом уровне, в то время как модели, которые используют большинство ученых-климатологов, делят мир на блоки шириной в сотни километров. Поэтому облака практически невозможно смоделировать в стандартных больших климатических моделях. И как именно два влияния облаков на глобальный климат будут уравновешены по мере потепления в мире, пока неизвестно.

«Нам действительно трудно с какой-либо точностью смоделировать то, как на самом деле ведут себя облака в реальном мире», — приводит американское издание The Washington Post слова ученого из Колорадского университета в Боулдере (США) Тимоти Майерса.

Но в последние годы у ученых появляется все больше ясности в отношении того, что произойдет с облаками по мере того, как планета нагревается. Во-первых, ожидается, что высокие тонкие перистые облака, задерживающие земное излучение, сместятся вверх в атмосферу, в зоны с более низкими температурами. Благодаря сложной взаимосвязи между облаками и излучением Земли это увеличит количество радиации, удерживаемой перистыми облаками в атмосфере.

«Когда они поднимаются, их парниковый эффект или эффект потепления на Земле имеет тенденцию увеличиваться», — сказал Майерс.

Ученые также обнаружили, что количество низкоуровневых слоистых или слоисто-кучевых облаков, как ожидается, будет уменьшаться по мере того, как планета продолжит нагреваться. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Climate Change в прошлом году, использовались спутниковые наблюдения, чтобы выяснить, как на образование облаков влияют температура океана, скорость ветра, влажность и другие факторы. Было проанализировано, как эти факторы изменятся по мере потепления в мире.

«Мы пришли к выводу, что по мере того, как океан нагревается, облака нижнего яруса над океаном имеют тенденцию рассеиваться», — сказал Майерс, один из авторов исследования.

Это означает, что меньше облаков будут отражать солнечный свет и охлаждать землю, а изменение облаков нижнего яруса также усилит глобальное потепление. В другом исследовании, также с использованием данных наблюдений и моделирования климата, результаты которого были опубликованы в прошлом году в американском научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, сделаны аналогичные выводы. Исследование, основанное на моделях с высоким разрешением, которые лучше моделируют формирование облаков, чем общие, крупномасштабные климатические модели, также показало, что облака, вероятно, усиливают глобальное потепление. А в ноябре этого года вышла публикация в Proceedings of the National Academy of Sciences, в которой ученые пришли к выводу, что образование облаков стимулируют сульфатные аэрозоли, то есть на этот процесс влияют также другие факторы помимо потепления.

«Существует вероятность того, что, очистив воздух от загрязнения, мы разоблачим глобальное потепление», — считает научный сотрудник Университета Осло (Норвегия) Кейси Уолл.

В совокупности эти новые открытия помогли ученым определить, насколько сильно нагреется планета, если выбросы углекислого газа в атмосферу удвоятся по сравнению с доиндустриальными временами. До промышленной революции концентрация углекислого газа составляла около 280 частей на миллион (то есть, в воздухе было около 280 молекул углекислого газа на каждый миллион молекул воздуха), сейчас она достигла 412 частей на миллион и продолжает расти. Считалось, что если эта концентрация достигнет 560 частей на миллион, температура повысится на 1,5–4 °C. И большая часть этой неопределенности связана с изменением в облаках.

Новые исследования показывают, что более низкие оценки потепления маловероятны. Вместо этого, согласно выводам недавних работ, уровень концентрации углекислого газа в 560 частей на миллион, вероятно, приведет к потеплению как минимум на 3-3,5 °C. Это не означает, что мир обязательно потеплеет на 3,5 °C: если страны продолжат переход на чистую энергию, углекислый газ в атмосфере может стабилизироваться на уровне значительно ниже 560 частей на миллион. Но это означает, что самые оптимистичные оценки того, как будет развиваться потепление, были исключены учеными из обсуждения.