Климатологи доказали влияние человека на сезонные колебания температуры тропосферы

Климатологи впервые доказали, что антропогенные факторы (в первую очередь, выброс в атмосферу парниковых газов и аэрозолей) приводят к изменениям температурных сезонных циклов в тропосфере Земли. В частности, именно из-за влияния человека происходит увеличение амплитуды колебаний температуры воздуха в течение года в средних широтах и уменьшение этой амплитуды в Антарктиде. К такому выводу удалось прийти в результате статистического сравнения данных спутниковых наблюдений и компьютерного моделирования, сообщают ученые в статье в Science.

Разделить влияние естественных и антропогенных факторов на происходящие на Земле климатические изменения часто бывает довольно непросто. Обычно для оценки вклада человека ученые сравнивают данные, полученные во время наблюдений, с результатами компьютерного моделирования, которое позволяет отдельно оценить вклад тех причин, которые связаны с деятельностью человека (например, выбросов парниковых газов и аэрозолей), а отдельно — вклад природных факторов (например, солнечной активности и колебаний направлений тропических течений). Например, в прошлом году с помощью такого подхода ученые показали, что антропогенные факторы стали одной из важных причин, повлиявших на увеличение числа рекордно теплых годов за последние 80 лет.

Однако кроме среднегодовой температуры, есть и другие важные климатические параметры, на которые может влиять человеческая деятельность. В частности, американские климатологи под руководством Бенджамина Сантера (Benjamin D. Santer) из Ливерморской национальной лаборатории решили оценить, какой вклад вносят антропогенные факторы на изменение сезонных температурных циклов на различных широтах в тропосфере Земли (это ближайшие к поверхности 13–16 километров воздуха). Для этого ученые использовали стандартный подход: доступные данные спутниковых наблюдений, полученные с 1979 по 2016 год, они сравнили с результатами компьютерного моделирования с учетом и без учета вклада антропогенных факторов.

Два основных параметра, которые интересовали ученых в первую очередь, — это среднегодовая температура тропосферы и амплитуда колебаний температуры в течение года (то есть разница между средней температурой самого теплого и самого холодного месяцев). Данные о географическом распределении этих двух величин ученые получили с шести различных климатических спутниковых систем.

В результате, ученые обнаружили несколько выраженных изменений, произошедших в сезонных температурных циклах тропосферы по сравнению с доиндустриальным уровнем, величина которых определяется в том числе и антропогенными выбросами углекислого газа. Во-первых, это усиление амплитуды колебания температур в умеренных широтах как Северного, так и Южного полушарий (это относится, в первую очередь, к тем участкам тропосферы, которые расположены над сушей). Во-вторых, это слабые изменения сезонного цикла в тропических и экваториальных широтах. В-третьих, это сокращение амплитуды сезонных температурных колебаний в воздухе над Антарктидой. Для каждого из эффектов ученые предложили физические механизмы, связанные с влиянием океанов и изменением влажности воздуха вследствие выбросов парниковых газов.

Ученые отмечают, что основная задача заключалась в том, чтобы подтвердить, что связь между изменением сезонных циклов температуры тропосферы и влиянием антропогенных факторов статистически значима, и без этого вклада эти изменения были бы менее выраженными или другими. В результате для пяти из шести использованных наборов данных наличие статистически достоверной связи установить удалось (вероятность ошибки составила менее 1 процента). Кроме того, серьезного увеличения погрешности не происходит и при усреднении данных за десять–двадцать лет (это минимальный период, на котором можно делать какие-то выводы о влиянии тех или иных факторов на климатические изменения).

По словам ученых, статистическое подтверждение значимости вклада человека в изменение сезонных циклов (которое сказывается, например, на изменении ареала обитания и численности популяций многих животных и растений) позволит в будущем разработать более эффективные методы для анализа климатических данных и возможного смягчения последствий этого влияния.

Подтверждения того, что глобальные изменения климата приводят к изменениям сезонных циклов и сдвигам времен года, ученые обнаруживают довольно часто. Так, недавно было обнаружено, что в горах из-за глобального потепления время смены сезонов постепенно выравнивается по высоте. При этом связь между увеличением среднегодовой температуры воздуха и сдвигом сезонов не всегда очевидная. Например, недавно климатологи заметили, что раннее таяние снега, которое является следствием глобального потепления, в свою очередь, приводит к увеличению поглощения атмосферного углекислого газа в тайге.

Александр Дубов