Альбедо суши выросло на два процента за 20 лет

С 2001 по 2020 годы альбедо суши за вычетом снежного покрова выросло на 2,2 процента, что привело к среднему охлаждению поверхности суши на 0,142 ватта на квадратный метр. Это могло компенсировать до половины эффекта потепления, вызванного выбросами парниковых газов. Такие оценки содержит статья, опубликованная в журнале Nature.

Чем светлее поверхность участка Земли (например, снежный покров или пустыня), тем выше альбедо (отражающая способность поверхности) и тем меньше нагревается поверхность под солнечными лучами. Знать альбедо важно для точной оценки радиационного баланса Земли. Деятельность человека может сказываться на альбедо по-разному. Например, и вырубка лесов и лесовосстановление снижают альбедо: в первом случае обнажается почва, которая темнее растительного покрова, а во втором случае более светлые кустарники, луга и степи темнеют по мере разрастания деревьев. Деградация тропических лесов до саванн, которая происходит в бассейне Амазонки, опустынивания и засухи увеличивают альбедо. При этом оценить динамику альбедо даже при наличии детальных спутниковых данных не всегда легко, потому что в некоторых регионах — в той же Амазонии — кадры земной поверхности часто перекрываются облаками.

Ученые под руководством Хоу Чжэнъяна (Zhengyang Hou) из Пекинского педагогического университета исследовали, как менялось альбедо суши с 2001 по 2020 годы. Они использовали данные со спутников НАСА Terra и Aqua с разрешением 500 метров, а для тех участков, альбедо которых было трудно оценить из-за облачности, применили четырехмерную интерполяцию — предсказание значения альбедо с учетом широты, долготы, времени года и типа поверхности. Авторы учитывали 50 типов землепользования и 612 возможных вариантов перехода между ними. Для контроля и валидации данные из полученного массива сравнили с результатами измерений альбедо на наземных метеостанциях и с данными тех же спутников, которые обрабатывала альтернативная система — GLASS Мэрилендского университета.

Оказалось, что за 20 лет альбедо свободной от снега поверхности суши увеличилось на 2,2 процента (p < 0,001), что эквивалентно охлаждающему эффекту −0,164 ватт на квадратный метр. На тех участках, где присутствовал снег, альбедо все эти годы снижалось из-за его таяния на фоне общего потепления, но этот эффект был в семь раз слабее охлаждения. Если усреднить всю поверхность суши, то в XXI веке благодаря увеличению альбедо она остыла на 0,142 ватта на квадратный метр, и это должно было компенсировать почти 60 процентов потепления, которое происходило из-за выбросов углекислого газа с 2011 по 2019 годы, и почти 50 процентов потепления за счет всех парниковых газов.

Сильнее всего альбедо выросло в Австралии, на юге Африки и в Южной Америке — из-за опустынивания и замены части лесов саваннами. В Азии, напротив, наблюдалось заметное снижение альбедо из-за лесовосстановления и таяния горных ледников. В то же время снижение альбедо в северном полушарии из-за роста фотосинтетической активности (фактически — озеленения) полностью компенсировалось ростом альбедо в южном полушарии из-за угнетения растительности засухами.

Исследование отразило тренд за первые 20 лет XXI века, но в отдельные годы ситуация может кардинально отличаться. Например, в 2023 году альбедо Земли оказалось самым низким с 1940 года за счет сокращения облачности в тропических и умеренных широтах северного полушария. Из-за этого среднегодовая температура воздуха на планете выросла на 0,2 градуса.