Высокий уровень CO₂ может дестабилизировать морские слоистые облака

Согласно новому моделированию, при достаточно высокой концентрации углекислого газа (CO₂) в атмосфере Земля может достичь переломного момента, когда морские слоистые облака станут нестабильными и исчезнут, вызвав резкое усиление глобального потепления. Это событие, которое может повысить среднюю глобальную температуру поверхности примерно на 8 Кельвинов (14 градусов по Фаренгейту), может произойти при концентрации CO₂ выше 1200 частей на миллион (ppm). Для сравнения, текущая концентрация составляет около 410 ppm и продолжает расти. Если мир продолжит сжигать ископаемое топливо текущими темпами, уровень CO₂ может превысить 1200 ppm в следующем столетии.

Исследование, которое будет опубликовано в Nature Geoscience 25 февраля, может помочь разрешить давнюю загадку палеоклиматологии. Геологические данные указывают, что в эпоху эоцена (около 50 миллионов лет назад) в Арктике не было морозов и там обитали крокодилы. Однако существующие климатические модели показывают, что для такого потепления уровень CO₂ должен был превысить 4000 ppm, что более чем вдвое выше вероятной концентрации в тот период. Скачок потепления из-за исчезновения слоистой облачности мог бы объяснить появление жаркого климата эоцена.

Слоистые облака покрывают около 20% субтропических океанов, охлаждая Землю, отражая солнечный свет. Турбулентные движения воздуха, поддерживающие эти облака, слишком малы для глобальных климатических моделей. Чтобы обойти это ограничение, авторы исследования создали мелкомасштабную модель атмосферы над участком субтропического океана на суперкомпьютерах. Они наблюдали нестабильность облачного покрова и скачок потепления при превышении CO₂ уровня в 1200 ppm. Облака не восстанавливались, пока концентрация не падала значительно ниже этого порога.

"Я думаю и надеюсь, что технологические изменения замедлят выбросы углерода, и мы не достигнем таких высоких концентраций CO₂. Но наши результаты показывают, что существуют опасные пороги изменения климата, о которых мы не подозревали", — говорит ведущий автор Тапио Шнайдер из Калифорнийского технологического института. Он отмечает, что порог в 1200 ppm является приблизительной оценкой. Это исследование указывает на "слепое пятно" в климатическом моделировании, для устранения которого Шнайдер возглавляет консорциум CliMA, разрабатывающий новую модель с использованием машинного обучения для более точного представления облаков и определения порога их нестабильности.