Зарождение будущих тропических дождей: уровень моря влиял на тропический климат на протяжении последнего ледникового периода
Мы уже писали о сезонных режимах тропических дождей, влиянии на интенсивность осадков глобального потепления и более значительного – со стороны климатических колебаний.
Новое исследование, опубликованное в Nature Geoscience, обращается к прошлому для изучения будущих изменений тропического климата и нашей способности эмулировать его при помощи цифровых моделей, сообщает sciencedaily.com. Ученые исследовали сохранившиеся геологические ключи (называемые «прокси») закономерностей выпадения осадков в то время, когда планета находилась в противоположном состоянии и сильно охлаждалась на протяжении последнего ледникового периода. Наземные ключи включают уголь от пожаров, свидетельства большей активности песчаных дюн и высохших озер, все, что указывает на более сухие условия – и показатели более высокого уровня воды в озерах и большего количества пыльцы, указывающие на влажные условия. Рассматривали они и записи отложений морского дна, содержащих сохранившиеся раковины мертвых морских организмов. Раковины содержат более высокие или низкие уровни тяжелого изотопа кислорода в зависимости от относительной солености поверхностных вод во время жизни организмов (менее соленая вода свидетельствует о более сильных осадках над океаном).
В целом записи демонстрируют, что от 26 до 19 тысяч лет тому назад на протяжении ледникового периода условия были суше в центре Индийско-Тихоокеанского теплого бассейна – в широком регионе теплых океанских вод на западе Тихого океана, который является главным источником тепла и влажности в земной атмосфере. Более влажные условия превалировали по краям теплого бассейна.
Затем команда ученых сравнила эти свидетельства с результатами 12 разных математических климатических моделей, симулирующих климат Земли, в которых включены основные законы физики, химии и динамики жидкостей, важные для взаимодействий воздух-океан-суша-лед. Идея заключалась в том, что ледниковый период обеспечивает отличный тест для оценки возможностей моделей симулировать климат, кардинально отличающийся от текущего.
Результаты оказались удивительными - лишь единственная модель, разработанная английским центром климатических прогнозов и исследований Hadley Centre, воспроизвела рисунок осадков, который ученые выявили по геологическим доказательствам: сильные и обширные сухие условия над Индонезией, Юго-Восточной Азией и северной Австралией, более влажные условия в восточной Африке, более соленые воды (меньше осадков) на востоке Индийского океана и Бенгальского залива и менее соленые (больше осадков) в Аравийском море и западной части Тихого океана.
Ученые заявляют, что главной причиной для таких условий во время обледенения был более низкий уровень моря, обнаживший ныне погруженный Зондский шельф в качестве поверхности суши и соединивший нынешние Индонезийские острова в единую крупную часть суши. Однако, открытие того факта, что лишь одна модель в состоянии воспроизвести закономерности осадков на протяжении периода обледенения, имеет обширные последствия для моделирования изменений тропического климата.
Климатологи считают, что главная слабость моделей – их ограниченная способность к симуляции конвекции, вертикального движения воздуха, которое поднимает влажный воздух в атмосферу. Различия в способах, которыми каждая модель изображает конвекцию, могут объяснять такие разные результаты для ледникового периода, не совпадающие с доказательствами «прокси».
Хорошей же новостью является то, что модель Hadley в сочетании с геологическими доказательствами показывает путь к исправлению нашей способности моделировать и прогнозировать тропические дожди в будущем. Чем лучше будет изучен механизм, управляющий тропическим климатом в прошлом, тем лучше можно будет предсказать климатические изменения, способные повлиять на миллионы людей, живущих в этом обширном регионе.