Среда, 21 февраля, 2024
ДомойЗемляПарадокс пустыни: засушливые регионы не соответствуют прогнозам изменения климата по влажности

Парадокс пустыни: засушливые регионы не соответствуют прогнозам изменения климата по влажности

- Advertisement -

Новое исследование показало, что влажность атмосферы в засушливых и полузасушливых регионах не увеличилась настолько, насколько ожидалось, в связи с глобальным потеплением, что противоречит предсказаниям климатических моделей. Фото: SciTechDaily.com

Недавнее исследование показало, что влажность атмосферы в засушливых и полузасушливых регионах не растет, как прогнозировалось, в связи с глобальным потеплением, что создает новые проблемы для науки о климате и вызывает обеспокоенность по поводу повышенного риска лесных пожаров и экстремальных погодных явлений.

Законы термодинамики диктуют, что более теплая атмосфера может содержать больше водяного пара, но новые исследования показали, что атмосферная влажность не увеличилась, как ожидалось, в засушливых и полузасушливых регионах мира по мере потепления климата.

Результаты особенно озадачивают, поскольку климатические модели предсказывают, что атмосфера станет более влажной, даже в засушливых регионах. Если атмосфера окажется более сухой, чем ожидалось, засушливые и полузасушливые регионы могут оказаться еще более уязвимыми для будущих лесных пожаров и экстремальной жары, чем прогнозируется.

Авторы нового исследования, возглавляемого Национальным центром атмосферных исследований Национального научного фонда США (NSF NCAR), не уверены, что является причиной расхождения.

«Воздействие может быть потенциально серьезным», — сказала ученый NSF NCAR Исла Симпсон, ведущий автор исследования. «Это глобальная проблема, и это совершенно неожиданно, учитывая результаты нашей климатической модели».

Симпсон и ее соавторы говорят, что необходимы последующие исследования, чтобы определить, почему количество водяного пара не увеличивается. Причины могут быть связаны с тем, что влага не перемещается с поверхности Земли в атмосферу, как предполагалось, или циркулирует в атмосфере непредвиденным образом. Также возможно, что за это может быть ответственен совершенно другой механизм.

Еще больше загадки новое исследование показало, что, хотя водяной пар увеличивается во влажных регионах мира, он не увеличивается так сильно, как ожидалось, в самые засушливые месяцы года.

Исследование появится на этой неделе в Труды Национальной академии наук. Исследование финансировалось Национальным научным фондом. НОААи Министерство энергетики США. Его соавторами выступили ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; Калифорнийский университет, Санта-Барбара; Cornell University; Международная организация «Белые медведи»; и Колумбийский университет.

Удивительная находка

Основное правило климатологии заключается в том, что по мере нагревания атмосфера может удерживать больше влаги. Это известно как соотношение Клаузиуса-Клапейрона, и именно по этой причине климатические модели постоянно прогнозируют, что количество водяного пара в атмосфере будет увеличиваться по мере того, как планета становится теплее.

Но когда Симпсон работала над отчетом для NOAA в 2020 году об изменении климата на юго-западе США, она поняла, что атмосфера там высохла гораздо сильнее, чем можно было бы ожидать на основе моделирования климата.

Заинтригованная Симпсон и ее соавторы изучили атмосферу во всем мире, чтобы определить, увеличивается ли количество водяного пара в соответствии с прогнозами климата. Исследовательская группа обратилась к множеству источников наблюдений в период с 1980 по 2020 год. Они включали сети метеостанций, а также наборы данных, которые оценивают влажность на основе наблюдений из таких источников, как метеозонды и спутники.

К своему удивлению, ученые обнаружили, что водяной пар в засушливых и полузасушливых регионах в целом оставался постоянным, а не увеличивался почти на 7% на каждый 1 градус. Цельсия (1,8° Фаренгейт) потепления, как и следовало ожидать, исходя из соотношения Клаузиуса-Клапейрона. Водяной пар фактически снизился на юго-западе США, где наблюдается долгосрочное сокращение количества осадков.

«Это противоречит всем расчетам климатических моделей, в которых он растет со скоростью, близкой к теоретическим ожиданиям, даже в засушливых регионах», — пишут авторы в новой статье. «Учитывая тесную связь между водяным паром и лесными пожарами, функционированием экосистем и экстремальными температурами, эта проблема должна быть решена, чтобы обеспечить достоверные климатические прогнозы для засушливых и полузасушливых регионов мира».

В исследовании отмечается, что ситуация приводит к увеличению дефицита давления пара, который представляет собой разницу между количеством влаги, которое может удерживать атмосфера, и тем количеством, которое на самом деле находится в воздухе. Когда дефицит возрастает, он может стать важной причиной лесных пожаров и стресса экосистем.

«Мы можем столкнуться с еще более высокими рисками, чем прогнозируется для засушливых и полузасушливых регионов, таких как Юго-Запад, который уже пострадал от беспрецедентной нехватки воды и экстремальных сезонов лесных пожаров», — сказал Симпсон.

Она и ее коллеги обнаружили более сложную ситуацию во влажных регионах, где количество водяного пара в атмосфере увеличивается, как прогнозируют климатические модели, в более влажные сезоны. Этот рост несколько стабилизировался в самые засушливые месяцы, но не стабилизировался настолько, как в засушливых и полузасушливых регионах.

Ищем виновника

Что касается вопроса о том, почему количество водяного пара в атмосфере не увеличивается в засушливых регионах, как ожидалось, авторы в общих чертах предполагают две возможности: количество влаги, перемещаемой с поверхности земли в воздух, может быть ниже, чем в моделях, или способ, которым атмосфера переносит влагу в засушливые регионы, может отличаться от моделей.

Они заключают, что проблемы с атмосферным переносом менее вероятны, поскольку это не обязательно объясняет общее поведение всех засушливых и полузасушливых регионов мира, которые получают влагу из разных мест.

Таким образом, наиболее вероятным виновником является поверхность земли. Авторы предполагают несколько возможных причин: на суше может быть меньше воды, доступной для атмосферы в реальности, чем в моделях, она может высыхать сильнее, чем ожидалось, по мере потепления климата, или растения могут более эффективно удерживать влагу и выделять меньше влаги в атмосферу. атмосфера.

Авторы также рассмотрели возможность того, что в наблюдениях есть ошибка. Но они пришли к выводу, что это маловероятно, поскольку несоответствие тесно связано с засушливостью регионов по всему миру, и оно постоянно обнаруживается даже при разделении записей на более короткие временные сегменты, чтобы избежать ошибок из-за изменений в приборах.

Симпсон подчеркнул, что для определения причины необходимы дополнительные исследования.

«Это действительно сложную проблему, потому что у нас нет глобальных наблюдений за всеми процессами, которые могли бы рассказать нам о том, как вода переносится с поверхности земли в атмосферу», — сказала она. «Но нам абсолютно необходимо выяснить, что происходит не так, потому что ситуация не такая, как мы ожидали, и может иметь очень серьезные последствия для будущего».

Ссылка: «Наблюдаемые тенденции влажности в засушливых регионах противоречат климатическим моделям», Исла Р. Симпсон, Карен А. Маккиннон, Дэниел Кеннеди, Дэвид М. Лоуренс, Флавио Ленер и Ричард Сигер, 26 декабря 2023 г., Труды Национальной академии наук.
DOI: 10.1073/pnas.2302480120

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным центром атмосферных исследований, крупным учреждением, спонсируемым Национальным научным фондом и управляемым Университетской корпорацией атмосферных исследований. Любые мнения, выводы и рекомендации, выраженные в этом материале, не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме