Понимание причин, по которым ночи становятся теплее быстрее, чем дни

Наблюдения за последние пятьдесят лет показывают, что ночи теплеют значительно быстрее, чем дни. Анализ причин этого более быстрого ночного потепления указывает на то, что эта тенденция, вероятно, сохранится в ближайшие десятилетия.

Новое исследование под руководством Ричарда Дэви изучило причины более быстрого потепления ночью по сравнению с днем, наблюдаемого по всему миру в последние десятилетия. Ученые проанализировали причины этих изменений на основе наблюдений и модельных реконструкций климата XX века. Использование модельных реконструкций позволило определить, какая часть этого асимметричного потепления может быть объяснена различными процессами.

Предыдущие попытки понять причину усиленного ночного потепления были сосредоточены на изменениях климатических процессов, таких как увеличение облачности, осадков или влажности почвы. Однако Дэви и его коллеги показали, что часть этого более быстрого потепления ночью присуща климатической системе, поскольку ночные температуры по своей природе более чувствительны к климатическому воздействию.

Слой воздуха непосредственно над землей, известный как пограничный слой атмосферы, по сути, отделен от остальной атмосферы. Ночью этот слой очень тонкий, всего несколько сотен метров, тогда как днем он увеличивается до нескольких километров. Именно этот цикл изменения глубины пограничного слоя делает ночные температуры более чувствительными к потеплению, чем дневные.

Накопление углекислого газа (CO₂) в атмосфере из-за антропогенных выбросов уменьшает количество излучения, уходящего в космос, что повышает как ночные, так и дневные температуры. Однако, поскольку ночью объем нагреваемого воздуха гораздо меньше, дополнительная энергия, добавляемая в климатическую систему из-за CO₂, приводит к большему потеплению ночью, чем днем.

Эта повышенная чувствительность ночных температур также повлияла на количество экстремально холодных ночей, наблюдаемых в последние годы. За последние пятьдесят лет число чрезвычайно холодных ночей сократилось вдвое, в отличие от экстремально холодных дней, количество которых уменьшилось на четверть.

Понимание разной чувствительности ночных и дневных температур имеет решающее значение для нашего понимания изменения климата и его влияния на здоровье человека. Этот суточный цикл температуры напрямую влияет на здоровье, поскольку экстремальные ночные температуры могут вызывать связанную с температурой смертность. Но он также косвенно влияет на здоровье, контролируя темпы роста растительности и, следовательно, влияя на продолжительность и стабильность сельскохозяйственных сезонов.

Моделирование этого более быстрого ночного потепления остается серьезной проблемой для климатических моделей, которые по-прежнему имеют значительные трудности с представлением ночного пограничного слоя, как обсуждается в последнем отчете МГЭИК (IPCC). Выводы Дэви и его коллег показывают, что корректное моделирование глубины ночного пограничного слоя является наиболее важным компонентом для получения правильной оценки изменения температуры ночью.

«Улучшение физики пограничного слоя в климатических моделях, скорее всего, уменьшит нашу неопределенность в прогнозах изменения температуры. Это верно как для глобальных прогнозов, связанных с климатической чувствительностью, так и для региональных прогнозов локального изменения температуры. Я ожидаю, что, решив эту проблему, мы сможем уменьшить текущую неопределенность в том, как будет меняться глобальная средняя температура в ответ на увеличение содержания углекислого газа в атмосфере», — говорит Ричард Дэви.