Изучение роли ячеек Хэдли в текущем изменении климата

В тропиках, над экваториальными лесами и океанами, сильное солнечное излучение заставляет поток теплого влажного воздуха подниматься высоко вверх. Достигнув верхних слоев атмосферы, этот поток движется в обоих полушариях к полюсам, а затем опускается в субтропических регионах на широте около 20–30 градусов, способствуя формированию обширных пустынь, таких как Сахара. Оттуда поток, известный как ячейка Хэдли, возвращается к экватору, нагревается и снова поднимается, начиная круговое движение заново. Эти две ячейки (северная и южная) переносят большую часть тепла и влаги в низких широтах, сильно влияя на глобальное распределение климатических зон.

Однако различные климатические модели, пытающиеся описать ячейки Хэдли, противоречат друг другу. Глобальные климатические модели, используемые для прогнозов, указывают на ослабление северной ячейки Хэдли за последние десятилетия, тогда как анализы, основанные на наблюдениях, предполагают обратное. Эта неопределенность подрывает способность исследователей оценить вклад человека в недавние изменения климата и снижает надежность климатических прогнозов. Последний отчет Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) особо отмечает эту проблему.

В статье, опубликованной в журнале Nature, доктор Рей Чемке из Института науки Вейцмана и доктор Янни Юваль из Массачусетского технологического института предложили метод измерения интенсивности ячеек Хэдли на основе наблюдений. Исследовав физические уравнения, описывающие воздушные потоки, они выявили связь между интенсивностью ячейки Хэдли и постоянно отслеживаемым параметром — атмосферным давлением на уровне моря. Анализ данных наблюдений за несколько десятилетий показал, что интенсивность северной ячейки Хэдли действительно ослабевает, как и предсказывали глобальные климатические модели. Более того, с высокой степенью уверенности было установлено, что это ослабление является результатом деятельности человека и, вероятно, продолжится в будущем.

«Наше исследование показывает, что деятельность человека уже влияет на ключевые глобальные климатические явления, — заключает Чемке. — Эта работа также повышает доверие к прогнозам климатических моделей и помогает точнее реагировать на изменение климата». Ослабление северной ячейки Хэдли, вероятно, смягчит прогнозируемые изменения количества осадков в низких широтах, уменьшив как ожидаемое увеличение осадков в экваториальных регионах, так и их сокращение в субтропиках. Однако это смягчение может лишь уменьшить, но не предотвратить прогнозируемое аридифицирование и опустынивание, например, в Израиле.