Климатологи оценили вклад аэрозольных частиц естественного происхождения в изменение климата на Земле. Оказалось, что благодаря системе отрицательной обратной связи эти частицы в атмосфере пытаются скомпенсировать эффект глобального потепления. При этом максимальный эффект достигается за счет тех частиц, которые образуются в результате пожаров, пишут ученые в статье в Nature Geoscience.
Рассеяние света на очень маленьких аэрозольных частицах, находящихся в атмосфере, — один из естественных механизмов компенсации повышения температуры на Земле. Иногда предлагается использовать искусственный аналог такого механизма, специально распылив в верхних слоях атмосферы аэрозоли, однако это может привести к катастрофическим последствиям для климата. При этом на Земле есть и естественные источники таких частиц, которые производятся растениями и животными или образуются, например, в результате пожаров. И в отличие от искусственно распыленных аэрозолей, такие источники с помощью системы обратных связей жестко связаны с тем климатом, который сейчас существует на Земле. Однако на данный момент эти регулирующие связи были не исследованы, поэтому наличие аэрозолей естественного происхождения в атмосфере обычно не учитывается при оценке температурных изменений на Земле.
Чтобы оценить корреляции между климатом и эффектом отражения света на различных аэрозолях естественного происхождения, климатологи из Великобритании, США, Финляндии и Австрии под руководством Кэтрин Скотт (Catherine E. Scott) из Университета Лидса cмоделировали климат на Земле и связали изменения температуры с содержанием в атмосфере аэрозоля. В качестве граничных условий для своей модели авторы работы использовали данные о современном содержании аэрозолей в атмосфере. В работе ученые рассмотрели два основных естественных источника аэрозолей: биогенные источники (выделения растений и животных, которые попадают в атмосферу в виде мелких частиц и капель) и ландшафтные пожары.
По данным наблюдений действительно существует корреляция между температурой и содержанием природных аэрозолей. Так, в периоды повышения температуры в атмосфере (особенно летом) наблюдается повышенное содержание частиц размером больше 100 нанометров. Точно такой же эффект удалось обнаружить и с помощью моделирования. При этом происходит и увеличение отраженного и рассеянного в атмосфере света, которое связано как непосредственно с изменением погодных условий так и с увеличением количества капель и частиц в атмосфере, что приводит к снижению температуры. У снижения температуры за счет увеличения числа аэрозольных частиц существует два механизма: непосредственное рассеяние и поглощения света самими частицами и изменение отражательной способности облаков.
Согласно результатам моделирования, как прямой, так и косвенный механизм рассеяния излучения на аэрозолях естественного происхождения приводит именно к снижению температуры и частичной компенсации увеличения уровня общемировых отклонений температуры относительно среднего уровня предыдущих лет. При этом чем выше температура, тем больше производится аэрозолей, и тем сильнее она должна снижаться обратно. Что интересно, наибольший вклад в этот механизм вносят частицы, которые образуются при пожарах: в результате них в среднем потепление на один градус приводит к уменьшению мощности нагревания на 0,14 ватта на квадратный метр, тогда как результат аэрозолей от биогенных источников — почти в пять раз меньше (на 0,03 ватта).
По словам авторов работы, эти значения соизмеримы с величиной других биогеохимических эффектов, влияющих на температуру на Земле, поэтому в будущем подобная обратная связь должна быть включена в модель, которая используется при компьютерном моделировании.
Системы отрицательных обратных связей являются одним из основных регуляторов климата на Земле, и позволяют ему оставаться устойчивым в течение долгого времени. Тем не менее, существуют примеры и положительной обратной связи, в случае наличия которых могут происходить довольно резкие климатические изменения. Примерами таких механизмов служат увеличение содержания в атмосфере кислорода около ста миллионов лет назад или выброс метана вследствие животноводства в наши дни.
Александр Дубов
Также ученые опасаются утраты общественного интереса к охране волков
Численность волков в США растет благодаря охране, но впереди их ждут новые трудности. В статье для журнала BioScience зоологи отмечают, что по мере того как эти хищники восстанавливают ареал, они все чаще будут селиться рядом с людьми. Здесь они рискуют заразиться собачьими болезнями или оказаться втянутыми в конфликт с фермерами из-за нападений на скот. При этом ученые пока не могут точно спрогнозировать распространение волков, интерес общественности к их охране не гарантирован, а решения о регуляции численности этих хищников все чаще принимаются без опоры на научные данные. Обыкновенных волков (Canis lupus) в США почти полностью истребили к середине прошлого века. Около пятидесяти лет назад во всех американских штатах не считая Аляски оставалось примерно 750 представителей этого вида, которые жили на севере Миннесоты и на острове Айл-Ройал в Мичигане. Однако за последние десятилетия отношение американцев к волкам изменилось. Теперь этих хищников считают необходимой частью экосистем, охраняют и помогают им вернуться в места, где они когда-то обитали и откуда исчезли по вине человека. В результате численность волков в континентальных штатах значительно выросла и несколько лет назад превысила 6000 особей. Впрочем, увеличение популяций волков в США сулит им новые трудности. Например, по прогнозам специалистов, по мере восстановления ареала эти хищники начнут селиться на землях, занятых людьми, что чревато конфликтами между двумя видами. В результате будут все чаще раздаваться призывы сократить численность волков или полностью истребить их. Нечто подобное сейчас происходит в Германии, где после нападений волков на скот избиратели активнее голосуют за правую партию «Альтернатива для Германии», в программу которой входит отстрел этих хищников. Зоолог Дэвид Осбанд (David E Ausband) из Университета Айдахо и его коллега Дэвид Мек (L David Mech) из Университета Миннесоты рассмотрели основные сложности, с которыми волки и их защитники могут столкнуться в США в ближайшие годы. Их разделили на научные и общественные. В первую категорию исследователи включили три проблемы. Первая из них — недостаточная точность моделей, предсказывающих расширение ареала волков. Дело в том, что порой эти хищники избегают мест, которые, по оценкам зоологов, должны хорошо им подходить. Кроме того, остается неясным, как на их расселении скажутся природные и созданные людьми барьеры. Таким образом, пока невозможно точно предсказать, как ареал волков изменится в краткосрочной перспективе, что ограничивает разработку мер по их охране. Второй проблемой Осбанд и Мек называют гибридизацию волков с домашними собаками (Canis familiis). Она будет особенно часто происходить в тех местах, где эти хищники поселятся рядом с людьми. При этом наибольшую угрозу приток собачьих генов несет для небольших и генетически бедных популяций волков. Кроме того, от собак волки могут заразиться опасными инфекциями, способными сократить их численность и снизить генетическое разнообразие. Наконец, третья проблема — это нападения волков на скот. Чтобы фермеры согласились сосуществовать с этими хищниками, нужно разработать меры, которые позволят снизить частоту таких атак. Необходимо также задуматься о компенсациях владельцам скота, погибшего по вине волков. Полезным инструментом для защитников волков могла бы стать карта районов, где нападения хищников на домашних животных наиболее вероятны. Основных общественных проблем, связанных с восстановлением численности волков, тоже три. Первая из них — это поиск сбалансированного подхода к управлению их популяциями. Власти некоторых штатов время от времени открывают охоту на волков, чтобы удовлетворить людей, обеспокоенных влиянием этих хищников на скот и диких копытных. По словам Осбанда и Мека, отдельная волчья популяция способна выдержать отстрел или отлов примерно трети особей в год, если она одновременно не сталкивается с нехваткой добычи или вспышками болезней. При этом к регулированию небольших и изолированных популяций следует подходить с большей осторожностью. Впрочем, авторы признают, что дискуссии об отстреле волков в значительной степени основаны на идеологических установках. Многих противников этих хищников умеренные квоты на их отстрел не удовлетворят. Сегодня общественность во многих штатах стоит на стороне волков. Например, жители Колорадо три года назад проголосовали за их реинтродукцию в западную часть штата. Однако Осбанд и Мек предупреждают, что по мере роста численности волков интерес к их охране и терпимость к ним могут снизиться. Более того, не исключено, что быстрое увеличение некоторых популяций этих хищников даже настроит общественность против них. Это вторая из общественных проблем, выделенных авторами. Третья же связана с тем, что в последние годы ученые теряют решающий голос в вопросе управления популяциями волков в США. Например, в Висконсине несколько лет назад открыть охоту на этих хищников потребовал суд, а в Айдахо и Монтане соответствующие решения приняли местные законодательные органы. В таких условиях обеспечить долгосрочное благополучие вида непросто, поэтому Осбанд и Мек рекомендуют наладить диалог между сторонниками и противниками волков и не допускать ситуаций, в которых решения о судьбе этих хищников принимаются без учета научных данных законодательными и судебным путем или в результате голосования. Ранее мы рассказывали о том, как один нидерландский волк начал регулярно выходить к посетителям национального парка Де-Хоге-Велюве. Чтобы научить хищника держаться от людей подальше, власти разрешили сотрудникам правоохранительных органов стрелять по нему шариками для пейнтбола, которые напугают его, но не причинят вреда.