Новые спутниковые данные свидетельствуют о нарушении давней симметрии в количестве солнечного света, отражаемого Северным и Южным полушариями Земли. Исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, показывает, что Северное полушарие становится значительно темнее и поглощает больше солнечной энергии, что может привести к серьезным последствиям для глобальной погоды и климата.
На протяжении многих лет ученые фиксировали научную странность: оба полушария, несмотря на кардинальные различия, отражали в космос почти одинаковое количество солнечного света. Это считалось аномалией, поскольку Северное полушарие содержит больше суши, городов и промышленных аэрозолей, которые должны увеличивать отражательную способность (альбедо). В то же время Южное полушарие преимущественно покрыто темной поверхностью океана, которая, наоборот, лучше поглощает свет.
Дисбаланс был выявлен группой ученых под руководством климатолога Нормана Лоэба из Исследовательского центра Лэнгли НАСА. Анализ данных, собиравшихся в течение 24 лет миссией НАСА CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System), показал устойчивую тенденцию в период с 2001 по 2024 год. Миссия CERES ведет непрерывные наблюдения за поглощением и отражением солнечного света, а также за уходящим инфракрасным излучением с 2000 года.
Главный вывод исследования заключается в том, что Северное полушарие темнеет быстрее Южного. Количественные данные показывают, что оно поглощает примерно на 0,34 ватта больше солнечной энергии на квадратный метр за десятилетие по сравнению с Южным. Этот энергетический сдвиг способен изменить устоявшиеся погодные паттерны, повлиять на распределение осадков и климат планеты в ближайшие десятилетия.
Используя метод анализа частичных радиационных возмущений (PRP), который позволяет изолировать влияние различных факторов на энергетический баланс, ученые выделили три основные причины потемнения Северного полушария. Первая — таяние снега и льда. По мере исчезновения ярко-белых отражающих поверхностей открываются более темные участки суши и океана, которые поглощают значительно больше солнечного тепла.
Второй ключевой фактор — снижение загрязнения воздуха. Уменьшение промышленных аэрозолей в атмосфере над Китаем, США и Европой привело к тому, что меньше солнечного света отражается обратно в космос. Таким образом, более чистый воздух способствует большему поглощению энергии земной поверхностью.
Третья причина — рост содержания водяного пара. Северное полушарие нагревается быстрее, что позволяет его атмосфере удерживать больше влаги. Водяной пар является мощным агентом, который поглощает тепло, а не отражает солнечный свет, усиливая общий эффект потемнения.
Однако исследование выявило и неразрешенную загадку, связанную с облаками. Ученые ожидали, что облачная система в Северном полушарии естественным образом скорректируется, чтобы компенсировать дисбаланс, например, за счет увеличения количества отражающих облаков. Но за последние 20 лет этого не произошло. Облачный покров не изменился таким образом, чтобы восстановить прежнюю симметрию.
Норман Лоэб признал эту аномалию, заявив: «Мы не уверены насчет облаков», назвав их поведение «загадкой». Эта неопределенность подчеркивает сложность климатической системы планеты.
Чжаньцин Ли, климатолог из Университета Мэриленда, не принимавший участия в исследовании, подтвердил его значимость. Он отметил, что работа Лоэба доказывает, что асимметрия «достаточно важна, чтобы беспокоиться о том, что за ней стоит». Ли также добавил, что «понимание взаимодействия аэрозолей и облаков все еще является серьезной проблемой», а «облака остаются доминирующим фактором, регулирующим наш энергетический баланс».
В дальнейшем Норман Лоэб и его команда планируют использовать новые, более совершенные климатические модели, чтобы «пересмотреть этот вопрос» и глубже понять механизмы, стоящие за нарушением планетарной симметрии, а также роль облаков в этом процессе.
Изображение носит иллюстративный характер
На протяжении многих лет ученые фиксировали научную странность: оба полушария, несмотря на кардинальные различия, отражали в космос почти одинаковое количество солнечного света. Это считалось аномалией, поскольку Северное полушарие содержит больше суши, городов и промышленных аэрозолей, которые должны увеличивать отражательную способность (альбедо). В то же время Южное полушарие преимущественно покрыто темной поверхностью океана, которая, наоборот, лучше поглощает свет.
Дисбаланс был выявлен группой ученых под руководством климатолога Нормана Лоэба из Исследовательского центра Лэнгли НАСА. Анализ данных, собиравшихся в течение 24 лет миссией НАСА CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System), показал устойчивую тенденцию в период с 2001 по 2024 год. Миссия CERES ведет непрерывные наблюдения за поглощением и отражением солнечного света, а также за уходящим инфракрасным излучением с 2000 года.
Главный вывод исследования заключается в том, что Северное полушарие темнеет быстрее Южного. Количественные данные показывают, что оно поглощает примерно на 0,34 ватта больше солнечной энергии на квадратный метр за десятилетие по сравнению с Южным. Этот энергетический сдвиг способен изменить устоявшиеся погодные паттерны, повлиять на распределение осадков и климат планеты в ближайшие десятилетия.
Используя метод анализа частичных радиационных возмущений (PRP), который позволяет изолировать влияние различных факторов на энергетический баланс, ученые выделили три основные причины потемнения Северного полушария. Первая — таяние снега и льда. По мере исчезновения ярко-белых отражающих поверхностей открываются более темные участки суши и океана, которые поглощают значительно больше солнечного тепла.
Второй ключевой фактор — снижение загрязнения воздуха. Уменьшение промышленных аэрозолей в атмосфере над Китаем, США и Европой привело к тому, что меньше солнечного света отражается обратно в космос. Таким образом, более чистый воздух способствует большему поглощению энергии земной поверхностью.
Третья причина — рост содержания водяного пара. Северное полушарие нагревается быстрее, что позволяет его атмосфере удерживать больше влаги. Водяной пар является мощным агентом, который поглощает тепло, а не отражает солнечный свет, усиливая общий эффект потемнения.
Однако исследование выявило и неразрешенную загадку, связанную с облаками. Ученые ожидали, что облачная система в Северном полушарии естественным образом скорректируется, чтобы компенсировать дисбаланс, например, за счет увеличения количества отражающих облаков. Но за последние 20 лет этого не произошло. Облачный покров не изменился таким образом, чтобы восстановить прежнюю симметрию.
Норман Лоэб признал эту аномалию, заявив: «Мы не уверены насчет облаков», назвав их поведение «загадкой». Эта неопределенность подчеркивает сложность климатической системы планеты.
Чжаньцин Ли, климатолог из Университета Мэриленда, не принимавший участия в исследовании, подтвердил его значимость. Он отметил, что работа Лоэба доказывает, что асимметрия «достаточно важна, чтобы беспокоиться о том, что за ней стоит». Ли также добавил, что «понимание взаимодействия аэрозолей и облаков все еще является серьезной проблемой», а «облака остаются доминирующим фактором, регулирующим наш энергетический баланс».
В дальнейшем Норман Лоэб и его команда планируют использовать новые, более совершенные климатические модели, чтобы «пересмотреть этот вопрос» и глубже понять механизмы, стоящие за нарушением планетарной симметрии, а также роль облаков в этом процессе.
