Исследования показывают, что отражение солнечного света для охлаждения планеты ослабит следы внетропических штормов, но при этом вызовут другие глобальные изменения.

Как мир может бороться с продолжающимся повышением температуры мирового океана? Что насчет того, чтобы ограничить Землю от части принимаемого солнечного тепла, введя в стратосферу отражающие аэрозоли? Похожий пример мы видим в извержениях вулканов, пусть и с кратковременным эффектом, когда в атмосферу выбрасывается мелкий пепел, частицы которого, образуя своего рода облачный покров, отражают часть солнечной радиации обратно в космос, что временно приводит к охлаждению планеты.

Некоторые ученые изучают предложения по созданию аналогичных эффектов, например, путем запуска отражающих аэрозолей в стратосферу посредством самолетом, воздушных шаров или даже дирижаблями – чтобы блокировать солнечное тепло и противодействовать глобальному потеплению. Но такие схемы солнечной геоинженерии, как они известны, могут иметь и другие долгосрочные последствия для климата.

Ученые из Массачусетского технологического института обнаружили, что солнечная геоинженерия может существенно изменить поведение внетропических потоков – зоны в средних и высоких широтах, где штормы образуются круглый год и управляются струйным течением через океаны и сушу. Внетропические потоки порождают ураганы, а не их тропические родственники – циклоны. Сила внетропических потоков определяет серьезность и частоту штормов, таких как северо-восток США.

В одном из экспериментов, группа ученых рассмотрела сценарий, в котором солнечное излучение было отражено на таком уровне, чтобы компенсировать процесс потепления при увеличении концентрации углекислого газа в четыре раза. В ряде глобальных моделей климата по этому сценарию сила штормовых потоков как в северном, так и в южном полушариях значительно ослабла.

Ослабленные штормовые потоки будут означать менее мощные зимние штормы, но ученых предполагают, что более слабые штормовые потоки также приводят к застойным условиям, особенно летом, и меньшему количеству ветра для удаления загрязнения воздуха. Изменения ветров также могут повлиять на циркуляцию океанических вод и, в свою очередь, на стабильность ледяных щитов.

Около половины населения земного шара живет во внетропических регионах, где штормовые потоки преобладают в погоде. Результаты исследования показывают, что солнечная геоинженерия не просто обратит вспять изменение климата. Вместо этого она сама может вызвать новые изменения климата.

Не очень солнечная картина

Ранее ученые уже смоделировали, как мог бы выглядеть климат Земли, если бы сценарии солнечной геоинженерии развивались в глобальном масштабе. С одной стороны, распыление аэрозолей в стратосферу уменьшит поступающее солнечное тепло и в некоторой степени противодействует потеплению, вызванному выбросами углекислого газа. С другой стороны, такое охлаждение планеты не предотвратит другие эффекты, связанные с парниковыми газами, такие как региональное сокращение количества осадков и подкисление океана.

Также были признаки того, что преднамеренное уменьшение солнечной радиации уменьшит разницу температур между экватором Земли и полюсами или, на языке климата, ослабит меридиональный градиент температуры планеты, охлаждая экватор, в то время как полюса продолжат нагреваться.

Группа изучила, какое влияние внетропических потоков несет в рамках сценария солнечной геоинженерии, известного ученым-климатологам как эксперимент G1. Это проект общего сравнения моделей геоинженерии, предоставляющий ученым различные сценарии геоинженерии для запуска на климатических моделях и для оценки своих климатических моделей.

Эксперимент G1 предполагает идеализированный сценарий, в котором схема солнечной геоинженерии блокирует достаточно солнечной радиации, чтобы уравновесить потепление, которое могло бы произойти, если бы концентрации углекислого газа стала в четыре раза выше.

Исследователи использовали результаты различных климатических моделей, запущенных в условиях эксперимента G1. Они также использовали результаты более сложного геоинженерного сценария с удвоением концентрации углекислого газа и аэрозолей, впрыскиваемых в стратосферу на более чем одной широте. В каждой модели они регистрировали ежедневное изменение давления воздуха при давлении на уровне моря в различных точках вдоль штормовых потоков. Эти изменения отражают прохождение штормов и измеряют энергию шторма.

«Если мы посмотрим на дисперсию давления на уровне моря, у нас будет представление о том, как часто и насколько сильно циклоны проходят через каждую область», – объясняет Гертлер. «Затем мы усредняем дисперсию по всему внетропическому региону, чтобы получить среднее значение силы штормового потока для северного и южного полушарий».

Несовершенный противовес

Их результаты, полученные на разных климатических моделях, показали, что солнечная геоинженерия ослабит последствия штормов как в северном, так и в южном полушариях. В зависимости от сценария, который они рассмотрели, штормовые потоки в Северном полушарии будут на 5-17 процентов слабее, чем сейчас.

Ученым также было любопытно, как те же самые штормовые потоки будут реагировать только на глобальное потепление, без использования методов социальной геоинженерии, поэтому они снова запустили климатические модели по нескольким сценариям только для потепления. Удивительно, но они обнаружили, что в северном полушарии глобальное потепление также ослабит штормовые последствия на ту же величину, что и при добавлении методов солнечной геоинженерии. Это говорит о том, что солнечная геоинженерия и попытки охладить Землю за счет уменьшения поступающего тепла не окажут большого влияния на изменение эффектов глобального потепления, по крайней мере на штормовых участках. Этот удивительный результат, который исследователи не знают, как объяснить.

В Южном полушарии немного другая история. В ходе исследований обнаружили, что одно только глобальное потепление усилит там штормовые следы, в то время как добавление солнечной геоинженерии предотвратит это усиление, и еще больше ослабит штормовые следы в этом регионе.

«В Южном полушарии ветры способствуют циркуляции океана, что, в свою очередь, может повлиять на поглощение углекислого газа и стабильность ледяного покрова Антарктики», – добавляет О’Горман. «То, как меняются потоки штормов в Южном полушарии, очень важно».

Ученые также заметили, что ослабление штормовых потоков было тесно связано с изменениями температуры и влажности. В частности, климатические модели показали, что в ответ на уменьшение поступающей солнечной радиации экватор значительно остыл, при этом полюса продолжали нагреваться. Этот уменьшенный температурный градиент, по-видимому, достаточен для объяснения ослабления следов шторма.

https://ebaasee.livejournal.com/5488.html