Климат как слоёный пирог: континенты, зоны и сезоны в XX веке ✎

Оригинал: "Trends of continental, zonal and seasonal land temperatures in the 20th century"
· Jouni Takalo, Kalevi Mursula
arXiv:2008.11410 · 2020-08-26 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 2 мин
Анализ главных компонент показывает, что потепление начала XX века было не глобальным, а региональным и зависело от широты и сезона.

Пекарь ставит в печь слоёный пирог: тесто одно, жар один, но каждый слой пропекается по-своему. Тонкая корочка сверху уже румянится, а середина ещё сыровата. С климатом Земли происходит похожее: планета нагревается, но разные её части делают это в разном темпе и в разное время. Чтобы увидеть эту неравномерность, учёные разложили 130 лет наблюдений на слои: шесть континентов, семь широтных полос и восемь сезонов. И выяснили, что потепление начала XX века было не общим, а местным.

Записи температуры суши с 1880 по 2017 год, собранные NOAA и NASA, напоминают длинную ленту с показаниями тысяч термометров. Из этой ленты выделили главные узоры изменчивости — способ, которым температура колеблется год от года. Первый узор оказался самым сильным: он объясняет три четверти всех колебаний и показывает общий ход — рост до 1940-х, спад до конца 1950-х, застой до середины 1970-х и резкий подъём после. Но за этим главным слоем скрываются другие, более тонкие.

Второй узор для континентов связан с Североатлантическим колебанием — перепадом давления между Исландией и Азорскими островами. Он описывает, как Северная Америка и Евразия поочерёдно оказываются то теплее, то холоднее друг друга.

Третий узор оказался ключом к загадке начала века. Он имеет период 60–70 лет и заметно коррелирует с Атлантической мультидекадной осцилляцией — медленным покачиванием температуры океана. Именно этот слой отвечает за потепление 1900–1940-х годов, которое долго не могли объяснить. Тест обратных расположений, проверяющий, когда рост температуры становится статистически значимым, показал: в Северной Америке и Европе современное потепление стало заметным только около 1990 года, а в Южной Америке оно тянется без перерыва с 1930-х.

Для сезонов картина ещё контрастнее: потепление начала века значимо во всех сезонах северного полушария, но ни в одном сезоне южного.

Южное полушарие, где больше океана и меньше суши, откликалось на те же воздействия иначе. Океания вообще не показала значимого потепления в начале века. Это меняет представление о том, как климат реагирует на внешние толчки: не как единое одеяло, а как пирог, где каждый слой имеет свою теплопроводность.

Пекарь вынимает пирог: корочка хрустит, середина мягкая, но весь пирог горячий. Так и Земля: одни регионы нагрелись раньше, другие позже, но общий тренд неумолим. Понимание того, какие слои прогреваются быстрее, помогает проверить, насколько точно климатические модели воспроизводят прошлое, а значит, насколько им можно доверять в прогнозах будущего.

Потепление начала XX века в северном полушарии было настолько выраженным, что в 1930-х годах в Арктике наблюдалось значительное сокращение морского льда, сравнимое с современным.

Понятия
NOAA CPC тихоокеанская декадная осцилляция энсо эль-ниньо сезонный цикл Ниньо 1.2 южная осцилляция весенний барьер предсказуемости северное экваториальное противотечение ла-нинья сезонный форсинг естественная изменчивость объём тёплой воды ERSST относительный они модель Джина–Тиммермана распространение экваториальных волн внутритропическая зона конвергенции аномалия температуры декадная изменчивость