Российские ученые из Института географии РАН, Института физики атмосферы имени А. М. Обухова РАН и Московского физико-технического института раскрыли одну из тайн изменения климата. Исследователи выяснили, почему в первой половине 20 века в Арктике произошло резкое потепление, которое особенно сильно проявилось в зимние месяцы. Специалисты определили влияние внутренних природных ритмов океана и атмосферы на эти температурные скачки, а также объяснили важность правильного отделения естественных колебаний от внешних факторов, таких как выбросы парниковых газов, пишет издание Naked Science.
Арктический регион преподносит сюрпризы даже на фоне общего изменения температуры на планете. Если изучать температуру воздуха у поверхности земли, то в 20 веке можно заметно выделить два периода сильного потепления. Первый произошел в 1920 и 1940 годах, а второй мы наблюдаем сейчас. Раннее потепление вызывает особый интерес у исследователей, так как на севере оно было гораздо сильнее, чем в других частях мира. При этом зимой, когда Арктика должна сохранять максимальный холод, температура росла наиболее активно, хотя уровень парниковых газов тогда был крайне низким.
Читайте также:
● Водителям грозят суровые штрафы при поездке на дачу в новом сезоне
Специалисты выделяют две основные причины изменения арктического климата в те годы. К первой относятся внешние факторы, включая парниковые газы, солнечную активность, извержения вулканов и различные примеси в воздухе. Вторая причина скрыта во внутренних изменениях океана и атмосферы, которые могут десятилетиями направлять тепло к полюсу или задерживать его. Для измерения этих колебаний ученые используют специальные индексы, отражающие перепады давления над Атлантикой и Тихим океаном, а также долговременные изменения температуры поверхности воды.
Главная сложность заключается в том, что естественные колебания очень легко перепутать с последствиями внешнего потепления. Внешние факторы могут нагревать не только воздух, но и влиять на сами океанические показатели, особенно в Атлантике. Поэтому перед началом расчетов ученым нужно было максимально точно исключить из данных все следы внешнего воздействия. Только после этого можно понять, какая часть потепления действительно вызвана природными ритмами океана и атмосферы.
Именно выбор способа очистки данных стал главной задачей российских климатологов. Они использовали глобальную базу данных температур за 100 лет и сравнили два метода. Первый способ заключался в простом удалении прямой линии общего тренда потепления. Второй подход был более сложным и опирался на данные современных климатических моделей, из которых вычитали вынужденные изменения климата, оставляя только естественный природный шум. После этого ученые оценили влияние каждого отдельного фактора на зимнюю арктическую погоду.
Результаты исследования сильно зависели от выбранного метода. При простом удалении прямой линии тренда выяснилось, что природные циклы объясняют около 66 процентов зимнего потепления в Арктике в период с 1905 по 2014 годы. В этом случае главным источником тепла оказались длительные колебания в Атлантическом океане. Тихоокеанские и атмосферные ритмы тоже вносили свой вклад, но он был значительно скромнее.
Однако при использовании второго, более сложного метода с применением климатических моделей, результаты кардинально изменились. Доля влияния природных ритмов снизилась до 33 процентов, а на первое место вышли колебания в Тихом океане. Влияние Атлантики при этом резко сократилось. Это означает, что при использовании простого метода часть внешнего воздействия ошибочно принималась за естественные атлантические процессы.
Для более точного понимания процессов ученые разделили Арктику на 4 равных сектора: европейский, азиатский, тихоокеанский и североатлантический. В каждом из них влияние океанов проявлялось по-разному. При удалении внешних факторов с помощью сложных моделей влияние Тихого океана усиливалось почти везде, а роль Атлантики снижалась. Это подтвердило правильность общих выводов отечественных исследователей.
«Естественные климатические режимы действительно объясняют большую часть зимних колебаний, если из наблюдений убрать только общий тренд. Но после удаления вынужденного сигнала их объясняющая сила заметно падает. Когда мы вычитаем вынужденный отклик, атлантический мультидекадный режим почти перестает быть главным, а тихоокеанский, наоборот, выходит на первый план. Это намекает на то, что атлантический индекс сильнее чувствует внешние воздействия», — пояснил доцент кафедры термогидромеханики океана Московского физико-технического института Мирсеид Акперов.
Практическая польза этого открытия весьма велика. Оно показывает, что климатические модели могут недооценивать раннее потепление, а ученым стоит внимательнее изучать влияние Тихого океана на арктические зимы. Кроме того, детальное понимание процессов в разных секторах Арктики крайне важно для развития северной инфраструктуры, оценки состояния льдов и подготовки к экстремальным зимним температурам в регионе.
«Самый ценный вывод здесь в том, что методика влияет на ответ почти так же сильно, как сами данные. Это означает, что следующий шаг — проверять статистические выводы физическими экспериментами в моделях и разбирать механизмы переноса тепла по регионам: где именно протягиваются тихоокеанские и атлантические связи и почему в одних секторах Арктики они звучат громче, чем в других», — добавила научный сотрудник Института географии РАН Дарья Бокучава.
Раннее потепление в Арктике продолжает оставаться идеальной площадкой для исследований российских ученых. Новая работа доказывает, что в изучении климата важны не только сами данные, но и правильные инструменты для их анализа. Это помогает сделать климатологию более точной наукой.
Читайте также:
● Где Страдивари брал дерево для своих скрипок?
● Испанский египтолог заявил, что пирамиды Гизы построила суперцивилизация
● Ученые заявили о происхождении человека от древнего одноглазого циклопа
● Исследователи раскрыли причину оледенения Земли длиной в 56 миллионов лет