Тропики как чистая лаборатория: что они говорят о CO2 ✎

Оригинал: "Limits on CO2 Climate Forcing from Recent Temperature Data of Earth"
arXiv:0809.0581 · 2008-09-03 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Спутниковые данные за 1979–2007 годы показывают: глобальное потепление остановилось в 1998-м, а тренд в тропиках соответствует лишь слабому влиянию CO2 без обратных связей.

В 1998 году термометр планеты показал рекорд, который не побит до сих пор. Глобальная температура подскочила, а потом замерла на месте, хотя выбросы CO2 продолжали расти. Этот парадокс стал занозой для климатологов: если углекислый газ так сильно греет атмосферу, почему кривая потепления вышла на плато?

Дуглас и Кристи решили заглянуть в тропики, потому что эта зона похожа на чистую лабораторию. Здесь нет индустриальных городов, а воздух перемешан равномерно, как вода в аквариуме. Если CO2 действительно меняет климат, его сигнал должен быть виден именно тут, без помех от местных факторов. Учёные взяли спутниковые данные температуры нижней тропосферы за 1979–2007 годы и вычли из них влияние Эль-Ниньо и вулканов. Остался тренд: 0,062 градуса за десятилетие.

Это в четыре раза меньше, чем в северных широтах, где потепление составило 0,28 градуса за десятилетие. Но главное не в сравнении, а в том, что тропический тренд почти совпадает с расчётом для CO2 без усиливающих обратных связей: 0,070 градуса за десятилетие.

Если бы климатическая система работала как мощный усилитель, как предполагают модели МГЭИК, тренд был бы в два-четыре раза больше. Но данные показывают лишь слабое усиление, близкое к единице. Это значит, что CO2 греет атмосферу напрямую, но не запускает цепную реакцию, которая разогнала бы потепление. Тропики, свободные от человеческого шума, выдали чистый сигнал.

Работа Дугласа и Кристи не просто ставит под сомнение консенсус о доминирующей роли человека. Она показывает, как важно выбирать правильное место для наблюдений. В тропиках, где воздух перемешан и нет локальных загрязнений, виден только сам парниковый эффект CO2, без добавок. А северные широты, где потепление сильнее, возможно, греются по другим причинам, которые ещё предстоит выяснить.

Спутниковые данные, использованные в статье, получают с помощью микроволновых зондировщиков. Они измеряют тепловое излучение кислорода на частотах около 60 ГГц и улавливают изменения температуры в сотые доли градуса.

Тропики оказались не просто жарким поясом, а лупой, через которую видно, как CO2 действует на климат без помех. И эта лупа показывает: парниковый газ греет, но не так сильно, как предсказывали модели. Возможно, планета устроена сложнее, и обратные связи, которые должны усиливать потепление, на самом деле слабее. Тот самый рекорд 1998 года, с которого началась эта история, был не началом нового климата, а всплеском Эль-Ниньо, после которого природа вернулась к своему медленному ритму.

Спутниковые данные температуры нижней тропосферы, использованные в статье, получают с помощью микроволновых зондировщиков, которые измеряют тепловое излучение кислорода на частотах около 60 ГГц. Точность этих измерений такова, что они способны уловить изменение средней температуры слоя атмосферы толщиной в несколько километров на сотые доли градуса.

В романе Майкла Крайтона «Государство страха» (2004) скептически обыгрывается тема антропогенного глобального потепления и политизации климатологии. Данная статья, показывающая, что наблюдаемый тренд в тропиках соответствует лишь слабому влиянию CO2 без обратных связей, перекликается с сюжетом книги, где ставится под сомнение консенсус о доминирующей роли человека в изменении климата.

\Delta T = k \cdot t + k_1 \cdot \text{nino3.4} + k_2 \cdot \text{AOD}
Температурная аномалия в тропиках моделируется как сумма линейного тренда (k·t), вклада Эль-Ниньо (k1·nino3.4) и вклада вулканических аэрозолей (k2·AOD).
\Delta F = 5.35 \ln(C/C_0)
Изменение радиационного потока (Вт/м²) пропорционально логарифму отношения текущей концентрации CO2 к эталонной.
\Delta T = \lambda \Delta F
Изменение температуры равно произведению климатической чувствительности λ на радиационное воздействие ΔF.
Понятия
эль-ниньо сезонный форсинг ла-нинья глобальное потепление естественная изменчивость годовой цикл энсо южная осцилляция эль-ниньо парниковый эффект NOAA CPC объём тёплой воды климат эффект конденсатора Индийского океана весенний барьер предсказуемости относительный они аномалия температуры североатлантическая осцилляция обратная связь Бьеркнеса вспышка западных ветров межгодовая изменчивость