Енергийният дисбаланс на Земята се удвои

Изследователите установиха, че енергийният дисбаланс на Земята почти се е удвоил за 14-годишния период от 2005 до 2019 г.

Климатът на Земята се определя от деликатен баланс между количеството лъчиста енергия от слънцето, абсорбирано в атмосферата и на повърхността, и количеството топлинно инфрачервено лъчение, което се излъчва от Земята в космоса. Положителният енергиен дисбаланс означава, че земната система набира енергия, карайки планетата да се затопли. Удвояването на енергийния дисбаланс е предмет на скорошно проучване, резултатите от което са публикувани на 15 юни 2021 г. Геофизични изследователски писма.

Учени от NASA и NOAA сравниха данните от две независими измервания. Масивът от сателитни сензори на НАСА за облачна и земна лъчиста енергийна система (CERES) измерва количеството енергия, което влиза и излиза от земната система. Освен това данните от глобален набор от океански буйове, наречен Argo, позволяват точна оценка на скоростта на нагряване на световния океан. Тъй като приблизително 90 процента от излишната енергия от енергийни дисбаланси попада в океана, общите тенденции на входящата и изходящата радиация трябва да се съгласуват най-общо с промените в океанското съдържание на топлина.

„Двата много независими начина за разглеждане на промените в енергийните дисбаланси на Земята наистина са съгласни и двамата показват тази много голяма тенденция, която ни дава много увереност, че това, което виждаме, е истински феномен“, каза Норман Льоб, водещ автор на изследването и главен изследовател в CERES в изследователския център Langley. Хамптън, Вирджиния, „И не само полезен инструмент.“ „Тенденциите, които открихме, бяха донякъде обезпокоителни“.

Увеличението на емисиите на парникови газове като въглероден диоксид и метан поради човешка дейност улавя топлината в атмосферата, улавяйки изходящата радиация, която може да излезе в космоса. Затоплянето води до други промени, като топене на лед и сняг, увеличени промени във водната пара и облаци, които могат допълнително да повишат температурата. Енергийният дисбаланс на Земята е нетният ефект на всички тези фактори. За да идентифицират основните фактори, които водят до дисбаланса, изследователите са използвали метод, който разглежда промените в облаците, водните пари, комбинирания принос на следи от газове и светлината, излизаща от Слънцето, повърхностно албедо (количеството светлина, отразено от земната повърхност) и малки атмосферни частици, наречени аерозоли, промени в разпределението на повърхността и атмосферната температура.

Проучването установява, че удвояването на дисбаланса отчасти е резултат от увеличените парникови газове вследствие на човешка дейност, известна още като човешко влияние, заедно с увеличаване на водните пари, улавящи по-голямо изходящо излъчване на дълги вълни, което допълнително допринася за енергийния дисбаланс на Земята . Освен това свързаното с това намаляване на облаците и морския лед води до увеличаване на усвояването на слънчевата енергия.

Изследователите също така установиха, че обръщането на Тихоокеанското десетично трептене (PDO) от студената фаза към топлата фаза вероятно е изиграло основна роля за засилване на енергийния дисбаланс. ЗНП е модел на променливостта на климата в Тихия океан. Неговият пръстов отпечатък включва огромен клин от вода в източната част на Тихия океан, който преминава през студена и топла фаза. Тази естествена вътрешна променливост в земната система може да има далечни последици върху времето и климата. Изключително горещата фаза на ЗНП, която започна около 2014 г. и продължи до 2020 г., предизвика широко намаляване на облачното покритие над океана и подобно увеличаване на абсорбцията на слънчева радиация.

„Това вероятно е комбинация от човешко влияние и вътрешно многообразие“, каза Льоб. „През този период и двамата водят до повишаване на температурата, което води до доста голяма промяна в енергийния дисбаланс на Земята. Мащабът на увеличението е безпрецедентен.“

Льоб предупреждава, че изследването е само моментна снимка на дългосрочните климатични промени и че не е възможно да се предскаже с всякаква сигурност как биха могли да изглеждат следващите десетилетия, за да се балансира енергийният бюджет на Земята. Изследването обаче заключава, че освен ако скоростта на усвояване на топлината не се отдръпне, се очакват по-големи климатични промени от това, което всъщност се случва.

„Дългите и силно интегрирани записи от Argo и CERES ни позволиха да идентифицираме енергийните дисбаланси на Земята с нарастваща точност и да изучаваме разликите и тенденциите с нарастваща проницателност с течение на времето.“ Грегъри Джонсън, съавтор на изследването и физически океанограф в Тихоокеанската лаборатория за морска среда към Националната администрация за океани и атмосфера в Сиатъл, Вашингтон, каза. „Наблюдението на мащаба и промените в този енергиен дисбаланс е жизненоважно за разбирането на променящия се климат на Земята.“

Справка: „Сателитните и океанските данни разкриват значително увеличение на скоростта на затопляне на Земята“ От Норман Дж. Льоб, Грегъри К. Джонсън, Тайлър Дж. Торсен, Джон М. Лайман, Фред Дж. Роуз и Сиги Като, 15 юни 2021 г., Геофизични изследователски писма.
doi: 10.1029 / 2021GL093047