Земля обладает загадочной тройной симметрией, которая может влиять на её климат

Фото из открытых источников

Линия, проходящая через Африку, Европу, Аляску и оба полюса, делит Землю на две половины, отражающие одинаковое количество света, — и эта недавно обнаруженная симметрия может играть решающую роль в климате планеты. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature.

Ранее было известно, что северное и южное полушария имеют почти одинаковую отражательную способность, или альбедо, но Цзяньхао Чжан из Национального управления океанических и атмосферных исследований США и его коллеги обнаружили вторую линию симметрии вдоль меридианов 27° восточной долготы и 153° западной долготы.

Полушария, разделённые этой линией, почти равны по трём параметрам: их альбедо в ясную погоду, отражательная способность облаков и доля поверхности, покрытой свободными ото льда океанами. Эта симметрия сохранялась на протяжении 25 лет спутниковых наблюдений, проанализированных Чжаном и его коллегами.

Сначала Чжан подумал, что это просто совпадение. «Меня убедили в том, что симметрия восток-запад не является тривиальной, три особенности: её уникальность, её устойчивость и то, что мы называем тройной симметрией», — говорит он. «Можно было бы ожидать обнаружения одного деления с равным полным отражением. Но найти устойчивое, уникальное деление восток-запад, которое также уравновешивает распределение суши и океана, отражение в безоблачное небо и отражение в облачное небо, гораздо сложнее — особенно учитывая изменчивость и динамичность облаков».

Хотя симметрия восток-запад центрирована около 27° восточной долготы при усреднении по 25-летнему спутниковому периоду, в любой отдельный год точная линия симметрии немного смещается. Команда обнаружила, что эти небольшие ежегодные смещения тесно связаны с фазой Эль-Ниньо — Южного колебания (ENSO), глобального климатического явления, связанного с колебаниями температуры поверхности моря в Тихом океане.

«Другими словами, симметрия может быть не просто геометрической случайностью», — говорит Чжан. «Это может быть связано с одним из важнейших режимов изменчивости климата на Земле. ENSO может выступать в качестве крупномасштабного механизма корректировки, который помогает поддерживать долгосрочную симметрию восток-запад вблизи 27° восточной долготы».

Эйвинд Ходнеброг из Центра международных климатических исследований в Осло, Норвегия, который не принимал участия в исследовании, говорит, что сначала сомневался в этом открытии.

«Я был несколько скептически настроен по отношению к симметрии восток-запад, разделенной примерно на 27 градусах восточной долготы, что интуитивно кажется гораздо менее очевидным, чем разделение на экваторе, и я задавался вопросом, не является ли это совпадением», - сказал он.

Однако Ходнеброг говорит, что теперь он согласен с тем, что это, вероятно, «устойчивая особенность и потенциально еще одно захватывающее свойство Земли».

Связь с ENSO также может быть значительной, говорит Ходнеброг. В отличие от симметрии север-юг, которая, по-видимому, ослабевает из-за влияния изменения климата на морской лед и облака, симметрия восток-запад в настоящее время стабильна, хотя модели предполагают, что в будущем она может ослабеть. «Потенциальная асимметрия в будущем может быть признаком изменений в атмосферной циркуляции», — говорит он.

Мартин Юкер из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее говорит, что существует высокая вероятность того, что симметрия восток-запад — это совпадение.

«Погода и климат Земли легко взаимодействуют на разных долготах», — говорит Юкер. «Это связано с вращением Земли, которое создает полосы восточных и западных ветров, распространяющихся по всему миру, а также с атмосферными возмущениями, преимущественно распространяющимися в восточно-западном направлении».

Если существуют механизмы, поддерживающие симметрию восток-запад, это может иметь значение для геоинженерных проектов, говорит Чжан. Например, попытки увеличить альбедо одного полушария могут быть нивелированы глобальной обратной связью.

«Прежде чем делать уверенные заявления о воздействии геоинженерии, нам необходимо лучше понимать, как облака, циркуляция, осадки и отражательная способность планеты взаимодействуют в рамках взаимосвязанной системы Земли», — говорит Чжан.