З причин, які поки що невідомі, кліматичні симуляції занижують все більшу різницю між сонячною енергією, що досягає Землі, і тією, що планета віддає у космос.
Земний енергетичний дисбаланс збільшується, але вчені не впевнені у причині цього зростання. (Зображення: Kevin Carter/Getty Images) Підпишіться на нашу розсилку
Найкращі світові кліматичні моделі не показують справжні розміри енергетичного дисбалансу Землі, і науковці не знають, чому.
На відміну від реальних супутникових даних, моделі постійно занижують все більшу різницю, або дисбаланс, між сонячною енергією, яку отримує Земля, та енергією, яку планета випромінює у космос, як показує нове дослідження. Невідомо, який відсутній компонент дозволив би моделям покращити свої результати, але дослідники вважають, що це може бути пов’язано з тим, як хмари взаємодіють з мікроскопічними частинками в атмосфері, що називаються аерозолями.
Супутникові дані свідчать, що енергетичний дисбаланс Землі збільшився більше ніж удвічі за останні два десятиліття і особливо швидко зростав з 2010 року. За даними дослідження, в атмосфері затримується більше енергії, ніж віддається у космос, що призводить до підвищення температури. Викиди парникових газів, викликані діяльністю людини, є найбільшою причиною енергетичного дисбалансу, але вчені стверджують, що є й інші фактори.
У 2023 році дисбаланс досяг 1,8 вата на квадратний метр (0,16 вата на квадратний фут), що вдвічі перевищує показники кліматичних моделей, що базуються на збільшенні викидів парникових газів. Моделі загалом демонструють збільшення енергетичного дисбалансу Землі, але швидкість різниться між симуляціями, і вони ніколи не показують точно те, що фіксують супутникові дані, повідомив Live Science в електронному листі Тяньле Юань, науковий співробітник з атмосферних явищ з Університету Меріленду, округ Балтимор, і Центру космічних польотів імені Годдарда NASA.
Дослідники намагалися розібратися з цією розбіжністю, припускаючи, що симуляції можуть не повністю враховувати процеси зворотного зв’язку, природну мінливість і скорочення викидів аерозолів. Щоб знайти відповіді, Юкімото та його колеги реконструювали енергетичний дисбаланс Землі між 2001 і 2024 роками, використовуючи 15 найсучасніших кліматичних моделей, дані супутникового випромінювання та записи температури поверхні.
Результати, опубліковані 22 лютого в журналі Geophysical Research Letters, підтверджують, що деякі процеси в кліматичній системі відсутні в моделях. Моделювання недооцінювало кількість енергії, яку Земля поглинула від Сонця, особливо між 2010 і 2024 роками, коли супутникові дані показали, що енергетичний баланс Землі був повністю порушений.
“Їхній аналіз є детальним і зрозумілим”, – сказав Юань, який не брав участі в дослідженні. “Вони проаналізували різні сценарії викидів, і жоден з них не може повністю відтворити спостереження. Вони виявили, що моделі не враховують сильне збільшення [енергетичного дисбалансу Землі]”.
Цей недолік вказує на те, що моделі не враховують приховані механізми, які зменшують кількість енергії, яку Земля віддає в космос. Кліматичні моделі враховують парникові гази, але вони можуть не відображати вплив підвищення температури поверхні на хмари та інші елементи, що контролюють кількість енергії, що виходить у космос, згідно з дослідженням. Також важливим є питання щодо впливу аерозолів, кількість яких скоротилася з 2010 року через обмеження викидів у Китаї та нові правила для судноплавства.
Це зображення показує, як різницю між вхідною та відбитою короткохвильовою енергією — поглиненою сонячною енергією — можна порівняти з випромінюваним довгохвильовим випромінюванням, щоб визначити чисту зміну енергії Землі. (Зображення: Студія наукової візуалізації NASA)
Велика кількість аерозолів призводить до утворення більшої кількості менших крапель у хмарах, які відбивають більше світла та енергії у космос. Аерозолі також впливають на тривалість існування хмар, зазначив Юкімото. Тому, зменшення кількості аерозолів в атмосфері може впливати на те, як хмари розсіюють світло та енергію.
“Аерозолі неоднорідні за типом та розподілом, а їх вплив залежить від місця розташування та умов хмар, на які вони впливають, що робить їх надзвичайно складними для [моделювання]”, – сказав Юкімото.
Якщо швидке зростання енергетичного дисбалансу Землі з 2010 року викликане зменшенням викидів аерозолів, то темпи зростання повинні сповільнюватися зі стабілізацією кількості аерозолів, вважає Юкімото. Якщо ж збільшення пов’язане з реакцією хмар на підвищення температури поверхні, енергетичний дисбаланс Землі може зростати і нагрівати планету швидше, ніж це могли б зробити лише парникові гази. Але “наші результати суперечать цьому”, – сказав Юкімото.
Розрив між спостереженнями та моделями збільшується. Щоб отримати більш точні результати, вчені могли б використовувати моделі, які краще відображають вплив температури поверхні моря та аерозолів на хмари, зазначив Юкімото.
Взаємодія хмар з аерозолями може бути ключем до виправлення моделей, і деякі дослідження підтверджують цю думку, але невизначеності залишаються, сказав Юань. “Було б корисно отримати більше деталей, наприклад, як підгрупи моделей поводяться по-різному, і глибше дослідити можливі причини такого недооцінювання з боку моделей”, – сказав він.
Sourse: www.livescience.com