Hu Yang et al. / ournal of Geophysical Research: Atmospheres, 2020.
Тропическая экспансия (расширение зоны тропиков) вызвана нагревом субтропической зоны конвергенции. Он сместил в сторону полюсов меридиональные градиенты температур в средних широтах, а также связанные с ними штормовые траектории, субтропические высотные струйные течения и нисходящую ветвь циркуляции Хэдли. К таким выводам пришли ученые, проанализировав данные атмосферных наблюдений и проведя математическое моделирование с использованием 26 климатических моделей. Статья опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
Приблизительно последние 15 лет на Земле происходит тропическая экспансия: границы тропической и субтропической климатических зон смещаются в сторону более высоких широт. Это чревато значительными социальными и экологическими последствиями — увеличением площади пустынь, более широким распространением штормов и других стихийных бедствий. Точные причины расширения тропиков неизвестны. Ряд исследований связывает этот процесс с ростом антропогенных выбросов парниковых газов, снижением концентраций стратосферного озона и увеличением количества аэрозолей в атмосфере в целом. Однако моделирование чувствительности атмосферы показало, что вклад прямого теплового воздействия парниковых газов на экспансию тропиков невелик. Находятся и те, кто объясняет тенденции последних лет исключительно естественными климатическими колебаниями.
Ученые под руководством Ху Янга (Hu Yang) из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера изучали расширение зоны тропиков. Для этого они использовали данные наблюдений за меридиональными градиентами температур в средних широтах — MMTG (между 25 и 55 широтами обоих полушарий) из баз ERA5 и HadISST. Также проводили математическое моделирование на основе модели морского льда FESOM, модели общей циркуляции атмосферы ECHAM6 и 24 моделей фазы проекта CMIP5, включавших эксперименты piControl и 1pctCO2.
Стандартизированные MMTG (серые линии) и ширина тропиков (цветные линии) в бассейнах различных океанов. Положительные значения означают сдвиг к полюсу, а отрицательные — к экватору. Коэффициенты корреляции между двумя индексами и их соответствующим значением P (t-критерий Стьюдента) приведены в нижней части каждой панели. Серым цветом показано стандартное отклонение MMTG. (а) Результаты наблюдений на основе баз данных ERA5 и HadISST; (b) Результаты моделирования, основанные на 140-летнем эксперименте 1ptCO2 из CMIP5 (здесь R и P — средние значения многомодельного ансамбля).
Hu Yang et al. / ournal of Geophysical Research: Atmospheres, 2020.
Оказалось, что MMTG и изменение ширины тропической зоны имеют схожие эволюции: более широкие тропики соответствуют сдвигу MMTG в сторону полюсов. Результаты моделирования с использованием моделей CMIP5 показали, что градиенты уменьшились в зоне между 25 и 40 широтами (то есть климат там стал отклоняться от умеренного в сторону слабо выраженной сезонности и перепадов температур), а между 40 и 55 широтами, напротив, усилились — климат стал более резким, чем был прежде.
Схема, поясняющая тропическое расширение. Затенение указывает температуру поверхности моря, черными пунктирными стрелками обозначены приповерхностные ветры, белыми пятнами — субтропические зоны конвергенции, жирными серыми пунктирными линиями — субтропические фронты.
Hu Yang et al. / ournal of Geophysical Research: Atmospheres, 2020.
Авторы исследования пришли к выводу, что радиационное воздействие парниковых газов привело к усиленному нагреву субтропической зоны конвергенции (особенно поверхностного слоя океана в этой области). Этот нагрев, в свою очередь, сместил к полюсам MMTG, связанные с ними штормовые траектории, субтропические высотные струйные течения и нисходящую ветвь циркуляции Хэдли (так называют элемент циркуляции атмосферы, который создает тропический климат восходящим движением воздуха над экватором и нисходящим — на границе с субтропиками). Комплекс этих последствий привел к тропической экспансии. Ученые отметили, что дальнейшее потепление климата будет все больше расширять зону тропиков, а субтропические фронты и основные океанические круговороты оттеснять в более высокие широты, особенно сильно этот процесс затронет южное полушарие.
Глобальное изменение климата имеет опасные последствия помимо тропической экспансии — аномальную жару и лесные пожары в Сибири, снижение биоразнообразия в тропических лесах и массовая гибель моллюсков, морских и пресноводных рыб. Для борьбы с последствиями изменения климата и поэтапного снижения антропогенных выбросов парниковых газов страны мира приняли в 2015 году Парижское соглашение в области климата, но недавно ученые усомнились в реальности достижения его целей в ближайшие пять лет.
Марина Попова
Source: N+1: научные статьи
Комментариев нет:
Отправить комментарий