Арктика как индикатор изменений климата. Полярное усиление

Интерес к Арктике в контексте глобального изменения климата связан с так называемым Полярным (или Арктическим) усилением. Если средняя по глобусу поверхностная температура поднялась на примерно 0,5°С за последние 50 лет, то в Северной полярной области эго повышение превзошло 2°С, в основном над Северным Ледовитым океаном и в центральной части Сибири (рис. 3.2). Для более глубокого изучения этого вопроса можно порекомендовать относительно недавний обзор (Serreze, Barry, 2011).

Линейный тренд среднегодовой поверхностной температуры 1960-2009 гг

Рис. 3.2. Линейный тренд среднегодовой поверхностной температуры 1960-2009 гг.

На основании данных Годдардского института космических наук NASA G1SS, США (http://data.giss.nasa.gov/gistemp). На врезке показан тренд среднегодовой средней по долготе температуры как функция широты (Serreze, Barry, 2011).

Увеличение температуры несимметрично по полушариям: в Антарктиде такого сильного повышения нет, за исключением только одного района - так называемого Антарктического полуострова. Арктическое усиление наиболее сильно проявляется осенью и зимой и значительно слабее - весной и летом. Арктическое усиление получается практически во всех моделях климата IPCC- класса в экспериментах по отклику на увеличение выброса в атмосферу углекислого газа, так что можно говорить об устойчивости этого результата. Существование механизма полярного усиления как внутреннего свойства климатической системы подтверждается также различными косвенными данными, используемыми для реконструкции палеоклимата.

Изменение площади распространения льда в Северном и Южном полушариях в 1981-2013 гг. Взято с сайта Национального центра данных по снегу и льду США (http://nsidc.org.)

Рис. 3.3. Изменение площади распространения льда в Северном и Южном полушариях в 1981-2013 гг. Взято с сайта Национального центра данных по снегу и льду США (http://nsidc.org.)

Несимметричность изменений в Северном и Южном полушариях проявляется и в площади, занятой ледовым покровом (рис. 3.3). Если в Северном полушарии она летом довольно заметно уменьшается, то в Южном полушарии наблюдается даже некоторое увеличение площади океана, покрытого льдом (напомним, что океан считается покрытым льдом, если концентрация льда превышает 15% - такое определение, конечно, создает некоторые неопределенности, связанные с принятым пространственным разрешением, и это надо иметь в виду при сравнении различных модельных и наблюденных данных!).

Какова причина Арктического усиления? Считается, что можно выделить механизмы, обусловленные уменьшением площади льда и изменением ряда характеристик климатической системы, таких как альбедо льда (или снега на льду) и снега на суше; потоков тепла, поставляемого в Арктику атмосферной и океанской циркуляциями; облачности и влажности воздуха; концентраций аэрозолей (типа частиц сажи) и парниковых газов в Арктике - например, вследствие быстрого роста концентрации метана. Все перечисленные причины в той или иной степени приводят к положительным обратным связям в северных полярных широтах при выбросах углекислоты, так что вопрос состоит в относительной важности каждого из процессов в тех или иных конкретных условиях.

Несомненно, что механизм формирования Арктического усиления за счет изменения альбедо будет крайне важным. Именно поэтому этот эффект был получен уже в самых ранних работах но отклику на удвоение ССЬ (см., например, рис. 3.4, воспроизведенный из статьи (МапаЬе, ВЮиРГег, 1980)) - реакция была даже слишком сильной, до +8°С. Как сейчас представляется, такой результат является следствием пренебрежения дрейфом морского льда. Кстати, из-за этого, а также из-за недооценки роли глубокого Южного океана как аккумулятора тепла, полярное усиление было почти одинаковым в Северном и Южном полушариях. На рис. 3.2-3.4 наглядно показано, что для оценки изменений климата в полярных районах действительно важно учитывать изменения состояния глубокого океана и дрейфующего морского льда.

Полярное усиление, полученное в одной из пионерских работ по отклику климатической системы на удвоение выбросов углекислого г аза

Рис. 3.4. Полярное усиление, полученное в одной из пионерских работ по отклику климатической системы на удвоение выбросов углекислого г аза.

Следует отметить нереалистично большой эффект в Южном полушарии и почти симметричную относительно экватора картину в полярных областях

Ради справедливости нужно заметить: существует гипотеза, что полярного усиления не существует, а следует говорить о некоторых долгопериодных колебаниях (Polyakov et al., 2002). Этот результат был получен по данным за период 125 лет, в основном с береговых станций, советских и российских дрейфующих станций «Северный полюс» и арктических дрейфующих буев IABP (International Arctic Buoy Program, http://iabp.apl.washington.edu/). В сущности, это один из вариантов идеи отказа от теории глобального потепления, вызванного антропогенными факторами, в пользу теории естественных долгопериодных колебаний, что должно обосновать нерациональность модернизации современной углеводородной экономики. В дальнейшем выводы Полякова с соавторами были перепроверены и гипотеза о полярном усилении осталась в силе, хотя никто не отменяет и естественных мод изменчивости. Более подробно об этой проблеме см. (Serreze, Barry, 2011).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >