Черный углерод и тропосферный озон, вероятно, являются основной причиной расширения тропического пояса Земли

Новое исследование показывает, что антропогенные загрязнители — аэрозоли черного углерода и тропосферный озон, выбрасываемые преимущественно в низких и средних широтах Северного полушария, с наибольшей вероятностью смещают границу тропиков в сторону полюса в этом полушарии. В то время как ранее было установлено, что истощение стратосферного озона является основной движущей силой расширения тропиков в Южном полушарии, исследователи впервые сообщают, что черный углерод и тропосферный озон, вероятно, служат главными драйверами наблюдаемого расширения в Северном полушарии.

Неуклонное расширение тропического пояса повлияет на крупномасштабную атмосферную циркуляцию, особенно в субтропиках и средних широтах. «Если тропики смещаются к полюсу, то субтропики станут еще суше», — пояснил руководитель исследования, климатолог Роберт Дж. Аллен из Калифорнийского университета в Риверсайде. Это смещение также может изменить положение штормовых траекторий средних широт, что повлияет на региональные осадки, сельское хозяйство, экономику и общество.

Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, основаны на анализе климатических моделей. Наблюдения показывают расширение тропиков на 0,7 градуса широты за десятилетие. Сравнение наблюдательных данных за 1979–1999 годы с результатами моделирования 20 климатических моделей проекта CMIP3 показало, что модели недооценивают скорость расширения в Северном полушарии (0,35° за десятилетие) примерно на треть. Однако когда в модели были включены черный углерод или тропосферный озон, результаты симуляции стали лучше соответствовать наблюдениям. Этот вывод был подтвержден с использованием других моделей (NCAR Community Atmosphere Model и GFDL Atmospheric Model) для более длительного периода (1970–2009 гг.).

«И черный углерод, и тропосферный озон нагревают тропики, поглощая солнечную радиацию», — объяснил Аллен. Будучи короткоживущими загрязнителями (срок жизни 1–2 недели), их концентрации остаются наибольшими вблизи источников выбросов — в низких и средних широтах Северного полушария. Именно нагрев средних широт толкает границы тропиков к полюсам, смещая вместе с ними ветровые паттерны и атмосферную циркуляцию, включая распределение осадков.

«Парниковые газы также вносят вклад в расширение тропиков в Северном полушарии, но наша работа показывает, что основными драйверами здесь являются черный углерод и тропосферный озон», — подчеркнул Аллен. Ужесточение политики по сокращению их выбросов поможет не только смягчить глобальное потепление и улучшить здоровье людей, но и уменьшить региональные последствия изменений в атмосферной циркуляции.