Слоисто-кучевые облака, возможно, не самые яркие клубы в Международном облачном атласе, но они - рабочие лошадки атмосферы. Низкие плоские колоды облаков, также известные как морские слои, покрывают более 20 процентов субтропических океанов и отражают около 30 процентов солнечного света, сохраняя планету намного холоднее, чем она могла бы быть. Но новая климатическая модель предполагает, что повышение концентрации углекислого газа в атмосфере может нарушить формирование страто-кумулюса, что приведет к резкому повышению температуры поверхности Земли на целых 14 градусов по Фаренгейту.
Джоэл Ахенбах из The Washington Post сообщает, что облака являются важной, но разочаровывающей частью моделирования климата. В зависимости от их местоположения, типа и количества, они могут либо удерживать тепло, либо помогать отражать его. Однако для точного моделирования поведения облаков требуется много вычислительной мощности, а воздушные потоки, которые поддерживают облака, слишком малы, чтобы добавить их в глобальные климатические модели.
Вот почему исследователи решили упростить ситуацию, моделируя участок облака размером пять на пять километров над субтропическим океаном Калифорнии на суперкомпьютере. Когда они увеличили концентрацию CO2 в своих моделях, они увидели удивительный эффект. При уровне более 1200 частей на миллион углекислого газа слоисто-кучевые облака больше не могли образовывать свои большие, плоские, отражающие листы - вместо этого они распадались на более плотные облака. Эмилиано Родригес Мега из Nature сообщает, что для поддержания своей формы слоисто-кучевые облака должны непрерывно излучать тепло в верхние слои атмосферы. Если температура воздуха становится слишком теплой, они больше не могут этого делать и разрываются. Статья появляется в журнале Nature Geosciences .
В настоящее время глобальные уровни CO2 находятся на уровне 410 промилле по сравнению с 280 промилле до начала промышленной революции. Превышение 1200 ppm звучит маловероятно, но именно в этом направлении атмосфера движется примерно через столетие при нынешних темпах загрязнения углерода человечеством. «Я думаю и надеюсь, что технологические изменения приведут к замедлению выбросов углерода, поэтому мы на самом деле не достигаем таких высоких концентраций CO2», - говорит ведущий автор Лаборатории реактивного движения в Калифорнийском технологическом институте в пресс-релизе. «Но наши результаты показывают, что существуют опасные пороги изменения климата, о которых мы не знали».
Шнайдер говорит, что порог в 1200 ppm для облачного распада - приблизительная оценка. И поскольку многие элементы климатической модели были упрощены в новой модели, Мэтью Хубер, палеоклиматолог из Университета Пердью, говорит Mega at Nature, что трудно с уверенностью сказать, насколько точной может быть новая облачная модель.
Но результаты - это не пирог в безоблачном небе. «Это не помешательство», - говорит Мега Эндрю Акерман, исследователь облаков из Института космических исследований имени Годдарда при НАСА, который не участвует в исследовании. «Основной механизм вполне правдоподобен».
Если модель верна, она может объяснить странный период в прошлом Земли, известный как палеоценовый эоценовый тепловой максимум около 55 миллионов лет назад. В этот период мир так сильно прогрелся, что Арктика растаяла и стала даже домом крокодилов. Для такого драматического события текущие климатические модели говорят, что уровни углекислого газа должны были бы достигнуть 4000 частей на миллион, что примерно вдвое больше уровней CO2, которые исследователи обнаружили в геологической записи. Однако, если повышение CO2 привело к потере слоисто-кучевых облаков, это могло бы объяснить необычный всплеск тепла. Приливы и отливы облаков также могут помочь объяснить другие необычные всплески тепла в истории климата Земли.
«Шнайдер и соавторы взломали ящик Пандоры с потенциальными климатическими сюрпризами», - рассказывает Хубер Натали Вулчовер в Quanta Magazine . «Внезапно эта огромная чувствительность, которая проявляется в прошлых климатических условиях, уже не в прошлом. Это становится видением будущего ».
