Моделирование показало неожиданную роль низких облаков в изменении климата

Фото из открытых источников

Облака, низко нависающие над океанами, остаются важным элементом климатической системы Земли. Они призваны отражать солнечный свет, охлаждая планету. Но их поведение в условиях изменения климата является одной из самых сложных для климатологов загадок.

Понимание вопроса существенно продвинула новая работа Калифорнийского технологического института и Google. Исследователями проведён анализ реакции низких облаков на рост температуры поверхности моря и уровня СО2. Ими проведено более 7000 симуляций крупномасштабных вихрей (Large Eddy Simulation, LES) с высоким разрешением.

За исходные данные была взята информация об атмосферных особенностях и состоянии поверхности в 500 точках тропической части Тихого океана.  Они собрались на протяжении четырех месяцев, что дало возможность учета сезонных колебаний. Моделирование охватило четыре сценария климатических изменений, включая рост температур на четыре градуса при увеличении концентрации СО2 в два или четыре раза.

Базовый вывод исследования: и рост температуры, и само по себе повышение уровня углекислого газа непосредственно воздействует на облака за счет изменений в локализации инфракрасного излучения. Чем выше уровень газа, тем мощнее воздействие. Помимо этого, снижение площади низких облаков нагнетает потепление: при уменьшении отраженного солнечного света повышается температура, создавая петлю обратной связи.

Масштаб вычислений был беспрецедентным, позволив в деталях воспроизвести мелкомасштабную турбулентность, влияющую на создание и рассеивание облаков.

Созданный общедоступный набор данных будет востребован не только для коррекции нынешних климатических моделей, но и для исследования климата прошлого, в частности, эпохи эоцена, когда уровень СО2 был в четыре раза больше, чем сейчас. Что поможет в уточнении долгосрочных климатических прогнозов.