|
Истощение озонового слоя вызывает погодные аномалии
|
|
|
|
Многие люди знакомы с дырой в озоновом слое над Антарктидой, но менее известно то, что иногда защитный озон в стратосфере над Арктикой также разрушается, и озоновый слой там истончается. Последний раз это произошло в весенние месяцы 2020 года, а до этого — весной 2011 года. Каждый раз, когда озоновый слой истончался, исследователи климата впоследствии наблюдали погодные аномалии во всем северном полушарии. В Центральной и Северной Европе, России и особенно в Сибири эти весенние сезоны были исключительно теплыми и сухими. Однако в других областях, таких как полярные регионы, преобладали влажные условия. Эти погодные аномалии были особенно ярко выражены в 2020 году. Весна в Швейцарии также была необычно теплой и сухой.
|
|
|
Существует ли причинно-следственная связь между разрушением стратосферного озона и наблюдаемыми погодными аномалиями, является предметом споров в исследованиях климата. Свою роль играет и полярный вихрь в стратосфере, образующийся зимой и распадающийся весной. Ученые, которые до сих пор изучали это явление, пришли к противоречивым результатам и разным выводам. Новые результаты, опубликованные в журнале Nature Geoscience, теперь проливают свет на ситуацию благодаря докторанту Марине Фридель и научному сотруднику Швейцарского национального научного фонда Габриэлю Чиодо. Оба являются членами группы, возглавляемой Томасом Питером, профессором химии атмосферы в ETH Zurich, и сотрудничают с Принстонским университетом и другими учреждениями.
|
|
|
|
Моделирование показывает корреляцию
|
|
|
|
Чтобы выявить возможную причинно-следственную связь, исследователи запустили симуляции, в которых истощение озонового слоя интегрировалось в две разные климатические модели. Большинство климатических моделей учитывают только физические факторы, а не колебания уровня стратосферного озона, отчасти потому, что это потребовало бы гораздо большей вычислительной мощности. Но новые расчеты дают понять: причиной погодных аномалий, наблюдавшихся в северном полушарии в 2011 и 2020 годах, в основном является истощение озонового слоя над Арктикой. Моделирование, проведенное исследователями с помощью двух моделей, в значительной степени совпало с данными наблюдений за эти два года, а также с данными восьми других подобных событий, которые использовались для целей сравнения. Однако когда ученые «выключили» разрушение озона в моделях, они не смогли воспроизвести эти результаты. «Что нас больше всего удивило с научной точки зрения, так это то, что, хотя модели, которые мы использовали для моделирования, совершенно разные, они дали схожие результаты», — говорит соавтор Габриэль Чиодо, научный сотрудник SNSF Ambizione в Институте атмосферных и метеорологических исследований. Наука о климате.
|
|
|
|
Механизм объяснили
|
|
|
|
Явление, как теперь изучают исследователи, начинается с истощения озона в стратосфере. Чтобы озон там расщеплялся, температура в Арктике должна быть очень низкой. «Разрушение озона происходит только тогда, когда достаточно холодно и сильный полярный вихрь находится в стратосфере, на высоте от 30 до 50 километров над землей», — отмечает Фридель. Обычно озон поглощает УФ-излучение, испускаемое солнцем, тем самым нагревая стратосферу и помогая весной разрушать полярный вихрь. Но если озона меньше, стратосфера охлаждается и вихрь становится сильнее. «Тогда сильный полярный вихрь производит эффекты, наблюдаемые на поверхности Земли», — говорит Чиодо. Таким образом, озон играет важную роль в изменении температуры и циркуляции вокруг Северного полюса.
|
|
|
|
Для долгосрочных прогнозов нужна большая точность
|
|
|
|
Новые результаты могут помочь исследователям климата в будущем делать более точные сезонные прогнозы погоды и климата. Это позволяет лучше прогнозировать жару и изменения температуры, «что важно для сельского хозяйства», — говорит Чиодо. Фридель добавляет: «Будет интересно наблюдать и моделировать будущую эволюцию озонового слоя». Это связано с тем, что разрушение озонового слоя продолжается, хотя озоноразрушающие вещества, такие как хлорфторуглероды (ХФУ), запрещены с 1989 года. ХФУ очень долгоживущие и сохраняются в атмосфере от 50 до 100 лет; их способность вызывать разрушение озона сохраняется в течение десятилетий после того, как они были изъяты из обращения. «Тем не менее, концентрации ХФУ неуклонно снижаются, и это поднимает вопрос о том, как быстро восстанавливается озоновый слой и как это повлияет на климатическую систему», — говорит она.
|
|
|
|
Источник
|
