Глобальное потепление остается актуальной проблемой, и многочисленные инициативы по сокращению выбросов направлены на предотвращение самых неблагоприятных прогнозов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC), согласно которым потепление может достигнуть 3,2°C к 2100 году по сравнению с доиндустриальным уровнем. В настоящее время средняя глобальная температура повысилась на 1,1°C, однако полярные регионы, включая Арктику, испытывают усиленное потепление.
Ключевым направлением нового исследования, опубликованного в журнале Nature Geoscience, стало количественное определение этого усиленного потепления в Арктике (севернее 65°N) по сравнению с глобальными средними значениями и механизмы, стоящие за этим явлением.
Доктор Вэньюй Чжоу из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории США вместе с коллегами проанализировали предыдущие данные о коэффициентах арктического усиления с 1979 года, и установили, что наиболее вероятным является коэффициент усиления равный трём, основываясь на естественной изменчивости Земли, влияющей на изменение температуры.
– Естественная изменчивость подобна шуму, – объясняет доктор Чжоу. – Даже при отсутствии внешних воздействий (таких как изменения в парниковых газах) состояние климатической системы может колебаться из-за связанной динамики океана, атмосферы и суши. Такая изменчивость может происходить в различных временных масштабах (межгодовые, десятилетние, многолетние). -декадный) в зависимости от соответствующего «режима».
По словам ученого, наблюдаемое арктическое усиление состоит из двух частей — той, которая вызвана внешними воздействиями, и той, которая обусловлена естественной изменчивостью (что приводит к временному отклонению степени арктического усиления).
Для проверки своих предположений команда ученых сравнила наблюдательные данные с моделями, выяснив, что различия в коэффициентах усиления можно объяснить естественной изменчивостью, в частности, определенными океаническими и климатическими паттернами, связанными с регионом. Это включает в себя междекадную тихоокеанскую осцилляцию и внутренний режим Арктики.
Междекадная тихоокеанская осцилляция представляет собой 20-30-летний цикл климатических и океанографических изменений в обоих полушариях Тихого океана, где положительные фазы характеризуются потеплением на востоке и похолоданием на западе, и наоборот в отрицательных фазах.
Отрицательная фаза особенно важна, так как она связана с повышенной частотой событий Ла-Нинья (пассатные ветры перемещают теплую воду к Азии, вызывая подъём холодной, богатой питательными веществами воды вдоль американского побережья, что часто увеличивает интенсивность сезона ураганов), и была обнаружена, что с 2000 года она уменьшала арктическое потепление.
С другой стороны, внутренний режим Арктики, наоборот, способствовал усилению потепления с 2005 года. Это связано с положительными фазами, приводящими к потеплению над Карским морем, где антициклонные климатические паттерны приносят влагу, способствуя поглощению длинноволнового излучения и нагреву поверхности, что приводит к таянию морского льда.
Значительное сокращение морского льда приводит к обратной связи альбедо, что вызывает дальнейшее потепление. Этот процесс происходит из-за уменьшения площади “белой” отражающей поверхности, что увеличивает площадь “тёмного” океана, поглощающего солнечное излучение, тем самым нагревая окружающую среду и вызывая дальнейшее таяние льда.
В результате исследования периодов 1970-2004 и 1980-2014 годов, коэффициенты арктического усиления составили 2,09 и 3,98 соответственно, изменившись на 2,28 и 3,33 при исключении влияния междекадной тихоокеанской осцилляции и затем на 2,85 и 2,94 при дополнительно исключении эффекта внутреннего режима Арктики.
Таким образом, был установлен постоянный коэффициент усиления равный трём, что соответствует данным, используемым в проектах сравнительного моделирования (CMIP6), подтверждая его надежность для прогнозирования будущих изменений климата.
– Здесь мы предоставляем четкие доказательства того, что четырехкратное усиление Арктики, о котором сообщалось ранее, является аномалией, вызванной доминирующими режимами естественной изменчивости, а степень вынужденного усиления постоянно составляет около трех на протяжении всего исторического периода, – подытоживает доктор Чжоу.
Ученый и его коллеги предполагают, что внутренний режим Арктики вероятно перейдет в отрицательную фазу, а междекадная тихоокеанская осцилляция в положительную в ближайшие десятилетия, что приведет к снижению коэффициента арктического усиления, возможно даже до двух.