Климатологи оценили вклад аэрозольных частиц естественного происхождения в изменение климата на Земле. Оказалось, что благодаря системе отрицательной обратной связи эти частицы в атмосфере пытаются скомпенсировать эффект глобального потепления. При этом максимальный эффект достигается за счет тех частиц, которые образуются в результате пожаров, пишут ученые в статье в Nature Geoscience.

Рассеяние света на очень маленьких аэрозольных частицах, находящихся в атмосфере, — один из естественных механизмов компенсации повышения температуры на Земле. Иногда предлагается использовать искусственный аналог такого механизма, специально распылив в верхних слоях атмосферы аэрозоли, однако это может привести к катастрофическим последствиям для климата. При этом на Земле есть и естественные источники таких частиц, которые производятся растениями и животными или образуются, например, в результате пожаров. И в отличие от искусственно распыленных аэрозолей, такие источники с помощью системы обратных связей жестко связаны с тем климатом, который сейчас существует на Земле. Однако на данный момент эти регулирующие связи были не исследованы, поэтому наличие аэрозолей естественного происхождения в атмосфере обычно не учитывается при оценке температурных изменений на Земле.

Чтобы оценить корреляции между климатом и эффектом отражения света на различных аэрозолях естественного происхождения, климатологи из Великобритании, США, Финляндии и Австрии под руководством Кэтрин Скотт (Catherine E. Scott) из Университета Лидса cмоделировали климат на Земле и связали изменения температуры с содержанием в атмосфере аэрозоля. В качестве граничных условий для своей модели авторы работы использовали данные о современном содержании аэрозолей в атмосфере. В работе ученые рассмотрели два основных естественных источника аэрозолей: биогенные источники (выделения растений и животных, которые попадают в атмосферу в виде мелких частиц и капель) и ландшафтные пожары.

По данным наблюдений действительно существует корреляция между температурой и содержанием природных аэрозолей. Так, в периоды повышения температуры в атмосфере (особенно летом) наблюдается повышенное содержание частиц размером больше 100 нанометров. Точно такой же эффект удалось обнаружить и с помощью моделирования. При этом происходит и увеличение отраженного и рассеянного в атмосфере света, которое связано как непосредственно с изменением погодных условий так и с увеличением количества капель и частиц в атмосфере, что приводит к снижению температуры. У снижения температуры за счет увеличения числа аэрозольных частиц существует два механизма: непосредственное рассеяние и поглощения света самими частицами и изменение отражательной способности облаков.

Согласно результатам моделирования, как прямой, так и косвенный механизм рассеяния излучения на аэрозолях естественного происхождения приводит именно к снижению температуры и частичной компенсации увеличения уровня общемировых отклонений температуры относительно среднего уровня предыдущих лет. При этом чем выше температура, тем больше производится аэрозолей, и тем сильнее она должна снижаться обратно. Что интересно, наибольший вклад в этот механизм вносят частицы, которые образуются при пожарах: в результате них в среднем потепление на один градус приводит к уменьшению мощности нагревания на 0,14 ватта на квадратный метр, тогда как результат аэрозолей от биогенных источников — почти в пять раз меньше (на 0,03 ватта).

По словам авторов работы, эти значения соизмеримы с величиной других биогеохимических эффектов, влияющих на температуру на Земле, поэтому в будущем подобная обратная связь должна быть включена в модель, которая используется при компьютерном моделировании.

Системы отрицательных обратных связей являются одним из основных регуляторов климата на Земле, и позволяют ему оставаться устойчивым в течение долгого времени. Тем не менее, существуют примеры и положительной обратной связи, в случае наличия которых могут происходить довольно резкие климатические изменения. Примерами таких механизмов служат увеличение содержания в атмосфере кислорода около ста миллионов лет назад или выброс метана вследствие животноводства в наши дни.

https://nplus1.ru/news/2017/12/05/aerosol-climate-feedback