Верхняя атмосфера охлаждается, что вызывает новые опасения по поводу климата

Фред Пирс

Эта история первоначально появилась на сайте Yale Environment 360 и является частью сотрудничества Climate Desk.

В основе нашего меняющегося климата лежит парадокс. В то время как воздушная оболочка вблизи поверхности Земли нагревается, большая часть атмосферы над ней становится значительно холоднее. Те же газы, которые нагревают нижние несколько миль воздуха, охлаждают гораздо большие пространства над ними, простирающиеся до края космоса.

Этот парадокс уже давно предсказывали специалисты по моделированию климата, но лишь недавно он был подробно оценен количественно с помощью спутниковых датчиков. Новые результаты дают окончательное подтверждение по одному важному вопросу, но в то же время поднимают другие вопросы.

Хорошей новостью для ученых-климатологов является то, что данные об похолодании на высоте подтверждают точность моделей, которые идентифицируют приземное потепление как антропогенное. Новое исследование, опубликованное в мае в журнале PNAS опытным специалистом по моделированию климата Беном Сантером из Океанографического института Вудс-Хоул, показало, что оно увеличило силу «сигнала» человеческого отпечатка пальца об изменении климата в пять раз за счет уменьшения интерференционного «шума» от фоновая естественная изменчивость. Сантер говорит, что это открытие «неопровержимо».

Но новые открытия о масштабах охлаждения наверху заставляют физиков-атмосферников беспокоиться о безопасности орбитальных спутников, о судьбе озонового слоя и о том, что эти быстрые изменения могут привести к внезапным и непредвиденным потрясениям в нашей погоде. ниже.

До недавнего времени учёные называли отдалённые зоны верхних слоев атмосферы «игноросферой», поскольку знали о них так мало. Итак, теперь, когда они знают больше, что мы узнаем, и должно ли это нас успокоить или встревожить?

Атмосфера Земли имеет несколько слоев. Регион, который мы знаем лучше всего, потому что именно там происходит наша погода, — это тропосфера. Этот плотный слой воздуха толщиной от 5 до 9 миль содержит 80 процентов массы атмосферы, но лишь небольшую часть ее объема. Над ним находятся широкие открытые пространства со все более менее плотным воздухом. За стратосферой, которая заканчивается примерно на 30 миль вверх, следует мезосфера, простирающаяся на 50 миль, а затем термосфера, которая достигает высоты более 400 миль.

Снизу эти далекие зоны кажутся безмятежным и нетронутым голубым небом. Но на самом деле они страдают от сильных ветров и огромных приливов поднимающегося и нисходящего воздуха, которые время от времени вторгаются в нашу тропосферу. И беспокойство вызывает то, что эта и без того динамичная среда может снова измениться, поскольку в нее проникают CO2 и другие искусственные химикаты, которые влияют на температуру, плотность и химический состав воздуха наверху.

Изменение климата почти всегда рассматривается с точки зрения самых нижних областей атмосферы. Но теперь физики предупреждают, что нам необходимо переосмыслить это предположение. Увеличение количества CO2 теперь «проявляется во всей видимой атмосфере», говорит Мартин Млинчак, физик-атмосферник из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния. Они «провоцируют драматические изменения, которые ученые только сейчас начинают понимать». Эти изменения в дикой синеве далеко над нашими головами могут изменить наш мир внизу.

Brenda Stolyar

Уилл Найт

ПРОВОДНОЙ персонал

Медея Джордано

История изменения температуры в атмосфере на всех уровнях — это во многом история CO2. Мы слишком хорошо знаем, что наши выбросы в размере более 40 миллиардов тонн газа ежегодно приводят к потеплению тропосферы. Это происходит потому, что газ поглощает и переизлучает солнечную радиацию, нагревая другие молекулы в плотном воздухе и повышая общую температуру.

Но не весь газ остается в тропосфере. Он также распространяется вверх по всей атмосфере. Теперь мы знаем, что скорость увеличения его концентрации в верхних слоях атмосферы так же велика, как и в нижних. Но его влияние на температуру наверху совсем другое. В более разреженном воздухе большая часть тепла, переизлучаемого CO2, не сталкивается с другими молекулами. Он убегает в космос. В сочетании с более сильным удержанием тепла на более низких уровнях результатом является быстрое охлаждение окружающей атмосферы.