Затінення Землі аерозолями не врятує від втрати слоїсто-кучевих хмар

Моделювання показало, що затінення Землі за допомогою аерозолів не зможе ефективно боротися з глобальним потеплінням при занадто високій концентрації вуглекислого газу в атмосфері. Справа в тому, що, крім безпосереднього створення парникового ефекту для всієї планети, вуглекислий газ руйнує шар слоїсто-кучевих хмар над океаном, які самі по собі істотно знижують земну температуру, - і аерозолі не зможуть це руйнування стримати. Стаття опублікована в.

Традиційний підхід боротьби з антропогенною зміною клімату передбачає радикальне скорочення викидів парникових газів в атмосферу шляхом переходу до зеленої енергетики. Цей спосіб вимагає величезних ресурсів, але найголовніше, що вітряні та сонячні електростанції не забезпечують стабільний вихід енергії, і їх доводиться доповнювати масивними накопичувачами.

Як альтернативу повному переходу на відновлювані джерела енергії можна знизити температуру Землі за рахунок зменшення кількості сонячного тепла, що надходить. Астроінженерні конструкції, на зразок величезної сонячної парасольки, людству поки недоступні, але замість цього можна, наприклад, розпорошити в стратосфері сульфатний аерозоль, який буде відображати світло (детально про геоінженерні ідеї ми розповідали в матеріалі «Я хмари розведу руками»).

Проблема в тому, що вуглекислий газ заважає не тільки охолодженню Землі в цілому, але і хмар самих по собі. Зокрема, від цього залежить існування субтропічних слоїсто-кучових хмар, які відображають сонячне світло і знижують температуру поверхні океану приблизно на вісім градусів порівняно з тим, якщо їх замінити розсіяними хмарами.

Тапіо Шнайдер (Tapio Schneider) з Каліфорнійського технологічного інституту і його колеги вирішили оцінити, чи допоможе затінення Землі аерозолями скомпенсувати втрату слоїсто-купельних хмар. Для цього вони модифікували атмосферну Модель загальної циркуляції (GCM), зробивши основний акцент у розрахунках на динаміку хмар в малому масштабі, і взявши дані про реальну поведінку атмосфери.

Симуляція відтворювала ділянку розміром 4,8 квадратних кілометра в субтропічному океані, схожу на райони неподалік від узбережжя Каліфорнії, Перу або Намбії, де регулярно утворюються слоїсто-кучеві хмари. Модельований регіон пов'язаний із зовнішнім світом двома шляхами: через теплообмін з океаном і через вітри з рештою атмосфери. Вчені вважають, що цій моделі можна довіряти, оскільки при введенні в неї сучасних кліматичних параметрів симульована хмарність виходить дуже схожа на реальну.

Далі дослідники почали підвищувати частку вуглекислого газу в повітрі, одночасно знижуючи інсоляцію, що повинно відтворювати ефект аерозолів. Потужність сонячного випромінювання скорочувалася на 3,7 ватта на квадратний метр при подвоєнні частки вуглекислого газу. При її концентрації в 800 ppm (частинок на мільйон) - в два рази вище справжньої - площа хмарного покриву не змінилася, а температура океану зросла на 1,2-1,5 градуса залежно від широти. Це приблизно удвічі менша зміна температури, ніж у симуляціях без аерозоді.

Слоїсто-кучеві хмари стали трохи тоншими, але цей ефект був цілком викликаний парниковими газами, а не зниженням випаровування через зменшену інсоляцію. Повністю ці хмари руйнуються при концентраціях від 1800 ppm, що призводить до підвищення температури океану на п'ять-сім градусів. Це менше, ніж без використання аерозолі, але все одно критично для екосистеми. Таким чином, дослідники зробили висновок, що аерозольне затінення Землі, хоча і може допомога боротьбі з глобальним потеплінням, не дає від нього абсолютний захист, оскільки не здатне скомпенсувати непрямий вплив вуглекислого газу на температурний баланс Землі.

Глобальна зміна клімату, якщо вона вийде з-під контролю, зруйнує існуючі екологічні баланси і сильно пошкодить біорізноманіття. Однак на деякі види воно діє не так однозначно: наприклад, бабакам тепер легше вижити влітку і важче взимку. Деякі політики і публіцисти заперечують антропогенну зміну клімату зовсім, посилаючись на минулі скандали і фальсифікації. Ми розібрали їхні аргументи в матеріалі «Священна ключка».