Может ли плохое качество воздуха маскировать последствия глобального потепления?

В течение XX века средняя температура на континентальной части США выросла почти на 1 градус по Фаренгейту (0.5 °C) — повсюду, кроме юго-востока страны. Там, вплоть до 1980-х годов, температура фактически немного снижалась. Климатологи назвали этот феномен «дырой потепления». Однако с 1990-х годов температура на юго-востоке начала расти, а в начале XXI века этот рост ускорился.

Новое исследование, опубликованное в журнале Remote Sensing, свидетельствует о том, что значительное улучшение качества воздуха в регионе могло способствовать исчезновению «дыры потепления» примерно после 1990 года. Аналогичный эффект может наблюдаться и в других загрязненных регионах мира, таких как Китай и Индия.

Ключевым фактором плохого качества воздуха являются атмосферные аэрозоли — мельчайшие частицы пыли, сажи от сжигания древесины, угля и нефти, сульфатов от выбросов заводов и автомобилей. Аэрозоли могут снижать температуру, рассеивая солнечный свет у поверхности Земли и увеличивая количество и продолжительность жизни облаков, которые отражают солнечный свет обратно в космос.

После того как «дыра потепления» исчезла, в качестве возможных причин назывались изменения в облачности, количестве осадков или аэрозолей от загрязнения воздуха. В 2006 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) ужесточило лимиты на концентрацию аэрозольных частиц диаметром менее 2.5 микрометров. Для соблюдения норм многие энергетические и промышленные компании стали сокращать использование угля и устанавливать фильтры.

Аналогичное изменение температурного тренда произошло в Европе в 1980-х годах после ужесточения экологических норм. Поскольку снижение концентрации аэрозолей позволяет большему количеству солнечного света достигать поверхности, ученые предположили, что улучшение качества воздуха в США также могло вызвать изменение температуры на юго-востоке.

Для проверки гипотезы группа под руководством Мики Тоски, исследователя из Лаборатории реактивного движения NASA, использовала три набора данных о температуре поверхности и данные об аэрозолях со спутниковых инструментов MISR на спутнике Terra и CALIOP на спутнике CALIPSO (совместная миссия NASA и французского космического агентства CNES).

Данные показывают, что в период с 2000 по 2015 год, когда летние температуры на юго-востоке США выросли примерно на 1.5 °F (0.75 °C), количество летних аэрозолей сократилось примерно на 20%, с особенно резким снижением после 2007 года. Это время совпало с введением новых стандартов EPA. Моделирование с использованием спутниковых данных показало, что увеличение количества солнечного света хорошо согласуется с измерениями на станции мониторинга NOAA в Миссисипи, что указывает на правдоподобность объяснения.

Тоска отмечает, что связи между аэрозолями и облаками также могут играть роль. Следующим шагом будет использование более сложной климатической модели, учитывающей облака и влияние на них аэрозолей. Команда также хотела бы применить этот анализ к другим регионам с высоким уровнем загрязнения, таким как Китай и Индия. Ученые предполагают, что там могут существовать собственные «дыры потепления», где эффекты изменения климата маскируются высокой концентрацией аэрозолей. Если в будущем качество воздуха там улучшится, они могут столкнуться с резким скачком температуры.