Климатологи связали асимметрию потепления полюсов с водяным паром

Тропосфера над Антарктикой оказалась гораздо менее подвержена прямому радиационному нагреву по сравнению с арктической тропосферой из-за низкого содержания водяного пара. Этим объясняется парадоксальная разница между темпами потепления на Северном и Южном полюсах. Такие выводы содержит исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters.

С начала 1960-х Арктика нагрелась примерно на два-три градуса Цельсия и потеряла большое количество морского льда. Считается, что потепление в этом регионе происходит в 3,5 раза быстрее, чем в среднем на планете. При этом климат в Антарктиде остается относительно стабильным, и такого резкого потепления в ней не наблюдается. Такие различия в изменении климата на полюсах связывали, например, с радиационными и метеорологическими эффектами, изменениями в глубинных океанических течениях, воздействием пресной воды от тающих льдов, но точные причины парадокса пока не установлены.

Ученые под руководством Юстуса Нотхольта (Justus Notholt) из Бременского университета моделировали нагрев тропосферы над Арктикой и Антарктикой в условиях текущих и удвоенных концентраций двух главных антропогенных парниковых газов — углекислого газа и метана. Для этого они использовали модель, воспроизводящую инфракрасное излучение и температурные изменения в разных слоях атмосферы, и рассчитывали энергетический баланс с помощью 12 температурных профилей из реанализа ERA5.

Если удвоить нынешнюю концентрацию углекислого газа, то над Антарктидой наблюдается потепление с поверхности до высоты 5,5 километра, которое выше сменяется похолоданием. Над Арктикой в таких условиях похолодание начинается только после тропопаузы (выше 8,4 километра). При росте концентрации метана вдвое над Антарктидой потепление затронет не более чем первые 100-400 метров над поверхностью, а над Арктикой — все первые десять километров (кроме краткосрочного похолодания на высоте три-четыре километра в феврале). Если же поменять в модели значения концентраций водяного пара в атмосфере над полюсами, ситуация становится противоположной и Антарктида нагревается значительно сильнее.

Имитация изменения концентраций углекислого газа и метана с доиндустриальных до текущих значений показала, что Арктика должна была прогреться на 0,42 градуса, а Антарктида — на 0,01 градуса. Эти значения занижены (потому что модель учитывает изменение только одного фактора в климатической системе), но отражают тренд и показывают, что водяной пар оказался главной причиной отличий между потеплением на полюсах.

Несмотря на то, что Антарктида нагревается слабее, чем Арктика, последствия климатических изменений не обходят ее стороной. С 2018 по 2019 год кромка ледника Кардмана на западном побережье Антарктиды отступила вглубь континента на восемь километров, а в 2021 году его шельфовая часть полностью разрушилась. В ноябре прошлого года от шельфа Западной Антарктиды отделился самый большой айсберг в истории — площадью более 4000 квадратных километров. В целом, прогностическое моделирование показывает, что за счет таяния Антарктиды уровень моря к середине века подрастет на 6-19 миллиметров.