Начиная с конца 2013 года, первая из нескольких рекордных волн тепла обрушилась на северную часть Тихого океана недалеко от Аляски. Температура в этих теплых «сгустках», которые случались четыре раза за последнее десятилетие, иногда достигает более чем на 2°C выше нормы. Они вызвали цветение токсичных водорослей по всему побережью, оставили тысячи горбатых китов пропавшими без вести и считались мертвыми, опустошили сети ловцов трески на Аляске и засорили пляжи Северной Америки трупами голодных морских птиц.
Исследования указывают на изменение климата, которое может усилить естественные колебания температуры океана. Но теперь ученые указывают на еще одну неожиданную причину: успех Китая в борьбе с загрязнением воздуха. Резкое снижение количества аэрозолей (мельчайших частиц в воздухе, таких как сульфаты), выбрасываемых китайскими фабриками и электростанциями в 2010-х годах, по-видимому, усилило череду волн сильной жары на другой стороне Тихого океана, что привело к повышению температуры до 30%. во время этих волн жары увеличивается, сообщают сегодня ученые в Proceedings of the National Academies of Sciences.
«Мы осознаем важную роль аэрозольного воздействия в модуляции изменения климата», — говорит Хай Ван, эксперт по моделированию климата в Океанском университете Китая и автор статьи. «Но мы не ожидали, что потепление увеличится настолько».
Новая работа связывает воедино два явления, которые ранее не были связаны друг с другом, говорит Диллон Амайя, эксперт по моделированию климата из Национального управления океанических и атмосферных исследований, изучающий климатические воздействия в водах США. «Не было удовлетворительного объяснения» волны аномальной жары, говорит он. «Это действительно убедительный аргумент».
Аэрозоли могут действовать как крошечные зеркала, отражая солнечный свет обратно в космос и уменьшая его количество, достигающее поверхности Земли. Устраните их, и мир станет теплее. В прошлом месяце ученые сообщили, что более чистый воздух может быть причиной 40% увеличения тепла, вызывающего глобальное потепление в период с 2001 по 2019 год.
Ван и его коллеги задались вопросом, может ли снижение аэрозольного загрязнения объяснить более географически специфичный эффект потепления. Волны тепла в Тихом океане произошли в той части океана, которая раньше, казалось, не реагировала на повышение глобальной температуры, и они совпали с борьбой за загрязнение окружающей среды в Китае, которая в период с 2006 по 2017 год привела к сокращению выбросов диоксида серы на целых 70%, который реагирует в атмосферу с образованием сульфатных частиц.
Чтобы увидеть, могут ли эти две разработки быть связаны, исследователи обратились к дюжине компьютерных моделей, которые использовались для моделирования того, как атмосфера и океан взаимодействуют, формируя глобальный климат, в рамках скоординированного проекта, известного как Проект взаимного сравнения связанных моделей (CMIP).
Исследователи частично полагались на причуду в разных версиях проекта. Модели, участвующие в CMIP5, предполагали, что аэрозольное загрязнение над Восточной Азией выровняется, но не упадет. Однако модели CMIP6 более точно имитируют фактическое снижение аэрозольного загрязнения. Когда исследователи запустили модели для воссоздания климата до 2020 года, оба поколения двигались в тандеме до 2007 года. Затем они разошлись. Модели CMIP6 показали сильное потепление в северо-восточной части Тихого океана, эпицентре волн тепла.
Более глубоко всмотревшись в одну модель, исследователи обнаружили возможное объяснение. По словам Вана, подобно тому, как упавший камень может вызвать волны в пруду, изменения температуры в ограниченном регионе могут распространиться по атмосфере. Компьютерное моделирование показало цепную реакцию, в которой падение загрязнения воздуха в Китае усилило потепление у побережья Азии, что усилило систему высокого давления вдоль западного края Тихого океана. Это усилило соседнюю систему низкого давления посреди Тихого океана. Огромный участок низкого давления, известный как Алеутский минимум, у побережья Аляски, отреагировал усилением и расширением на юг, что ослабило западные ветры, которые охлаждают морскую поверхность и создают основу для волны тепла.
По словам Вана, эти закономерности не вызвали волны тепла. Этому способствовали естественные колебания погоды. Но они, вероятно, усилили интенсивность волн жары, как и изменение климата, создав условия, «которые облегчают возникновение этих экстремальных явлений», говорит он.
Исследование охватывает относительно короткий промежуток времени и небольшое количество волн тепла в сложном, динамичном океане, предупреждает Мария Ругенштейн, ученый из Университета штата Колорадо, изучающая взаимодействие между атмосферой и тропической частью Тихого океана. «С точки зрения статистики это не очень существенно», — говорит она о количестве событий. «Но их физический аргумент очень веский».
Если результаты подтвердятся, говорит Ругенштейн, они также преподнесут урок о потенциальных последствиях преднамеренного введения аэрозолей высоко в атмосферу — стратегии геоинженерии, которую некоторые предложили как способ охлаждения планеты. Исследование показывает, что климат может реагировать быстро, вызывая неожиданные последствия за океаном. «Я бы восприняла это как предостережение», — говорит она.
