Наблюдения показывают, что морские облака усиливают потепление

Новый анализ спутниковых наблюдений за облаками показал, что глобальное потепление приводит к сокращению низких облаков над океанами, что вызывает дальнейшее потепление. Исследование, проведенное учеными из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в сотрудничестве с коллегами из Института океанографии Скриппса и Исследовательского центра NASA в Лэнгли, опубликовано в журнале Nature Climate Change.

Анализ помогает снизить давнюю неопределенность в климатологии: как будут эволюционировать морские низкие облака при нагревании планеты и как это повлияет на потепление? Эти облака, такие как слоисто-кучевые, ответственные за часто пасмурную погоду летом в Сан-Франциско, широко распространены над океанами и сильно охлаждают планету, затеняя поверхность от солнечного света. Исследование показывает, что по мере роста концентрации CO₂ в атмосфере этот охлаждающий эффект будет умеренно ослабевать. Начальное потепление от увеличения CO₂ получает дополнительный импульс из-за сокращения облачного покрова — это усиливающая обратная связь.

Команда проанализировала спутниковые данные, чтобы оценить, как морские низкие облака реагируют на естественные колебания крупномасштабных метеорологических условий. Затем с помощью моделей глобального климата ученые определили, как эти условия изменятся при росте CO₂. Это позволило рассчитать реакцию облаков на измененную среду.

«Мы обнаружили, что низкие облака, вероятно, усилят глобальное потепление, но эффект этой положительной обратной связи более сдержанный по сравнению с предыдущими представлениями», — сказал Тим Майерс, климатолог из LLNL и ведущий автор исследования.

Причина более умеренного эффекта — региональные различия в реакции низких облаков на потепление. «"Горячие точки" в регионах со слоисто-кучевой облачностью и в средних широтах в сочетании с относительным затишьем в тропических регионах с мелкими кучевыми облаками дают в целом умеренный усиливающий эффект», — пояснил соавтор Райан Скотт.

Исследователи также определили, что их новое значение для обратной связи низкой облачности означает для климатической чувствительности — потепления планеты при удвоении CO₂. Они выяснили, что климатическая чувствительность, вероятно (шанс две трети), находится в диапазоне от 2.4 до 3.6 °C, что ниже и уже, чем в предыдущих оценках.

Результаты указывают на ключевые недостатки глобальных климатических моделей, которые дают сильно различающиеся прогнозы реакции морских низких облаков на потепление, во многом потому, что не могут напрямую моделировать мелкомасштабные физические процессы, управляющие облаками. «Модели, кажется, перегревают обратную связь от мелких кучевых облаков, создавая нереалистично сильное потепление в некоторых современных моделях. При этом некоторые модели вообще не имитируют усиливающую обратную связь от низкой облачности, давая нереалистично слабое потепление», — отметил соавтор Марк Зелинка.

Для проверки своего метода ученые использовали крайне необычное событие — морскую тепловую волну 2015 года в северо-восточной части Тихого океана. «Мы показали, что можем точно предсказать изменения облачности, зафиксированные спутниками во время тепловой волны, поэтому уверены, что можем предсказать реакцию облаков на глобальное потепление», — пояснил Майерс.