Протягом останніх десятиліть вчені спостерігали, як арктичні та антарктичні полярні райони реагують надзвичайно різними та, можливо, дивними способами на вплив посилення впливу людини на клімат Землі.
У той час як Арктика прогрівалася набагато більше, ніж будь-який інший регіон і постійно втрачала морський лід, Антарктида в більшості місць охолола та здобула морський лід. Будь-яка надія передбачити долю цих екологічно важливих регіонів покладається на розуміння стихійних процесів, що стоять за цим полярним кліматичним головоломком.
У папері опублікований у журналі "Філософські трансакції" Королівського суспільства ми викладаємо рамки для реагування полярних середовищ на наслідки спричинених людиною змін клімату. Переважаючими факторами є постійно зростаюча концентрація парникових газів в атмосфері та озонова діра над Антарктидою, спричинена великою кількістю хлорфторуглеводороди, який досяг свого піку на зламі століть і тепер повільно зменшується.
За рахунок цього здатність поглинати та транспортувати величезну кількість теплаокеан також відіграє неабияку роль у зміні клімату і є важливим фактором пояснення асиметричної реакції північного та південного полюсів на мінливий клімат.
У наших комп’ютерних моделюваннях океану та клімату надлишок тепла від парникових газів поглинається в океан навколо Антарктиди та в Північній Атлантиці. Спека не залишається на місці, а натомість переноситься навколо океану, що рухається. У Південному океані навколо Антарктиди течії подають тепло до екватора, подалі від полюса.
Тим часом у північній Атлантиці океанські течії переносять надлишки тепла в бік Арктики. Тож поки Антарктида мало прогрівається, а то й охолоджується, температура Північного Льодовитого океану зростає настільки, що в атмосфері над Арктикою втрачається тепло.
Аналіз поверхневої температури GISS 1979-2005 (від -0.8 ° C до + 0.8 ° C), показуючи асиметричний розподіл нагрівання та охолодження між півкулями. Маршалл та ін / Королівське товариство
Це чітко виявляє різні реакції на парникові гази в кожному регіоні, при цьому Арктика потеплішає вдвічі швидше, ніж Антарктида. До середини століття Арктика, можливо, нагрілася настільки, що літо могло зовсім немає морського льоду.
Щодо озонової діри над Антарктидою, вчені є лише нещодавно почали кількісно оцінювати вплив виснаження та відновлення озону на поверхневий клімат. Коли ми ввели в нашу модель озонову яму, вітри над Південним океаном зростали швидше. Це посилення вітрів спочатку викликає швидке охолодження морської поверхні та розширення морського льоду, але за цим слідує повільний процес потепління та скорочення морського льоду. Ми вважаємо, що це потепління відбувається тому, що сильніші вітри зрештою драпаються до поверхневих теплих вод з глибокого океану.
Наші підрахунки свідчать, що навколо Антарктиди озонова діра може затримати потепління через парникові гази на кілька десятиліть. Привабливо міркувати, що це той період, через який ми зараз знаходимо себе. Однак до середини століття наслідки озонової діри можуть додаватись до потепління навколо Антарктиди, але зі зменшеною амплітудою у міру загоєння озонової діри.
Коли ми об'єднуємо наші результати, з'являється цікава картина поєднаного впливу парникових газів та впливу озонової діри на клімат на полюсах. Можливо, незначне охолодження, яке зараз вимірюється навколо Антарктиди, є наслідком охолоджуючої дії озонової діри. Але в міру того, як століття протікає, обидва ці впливи на клімат, спричинені людиною, можуть поєднуватися з ефектом потепління води навколо Антарктиди з тривожним, але невизначеним впливом на морський лід Антарктики, льодовики та підвищення рівня моря.
Ця стаття спочатку з'явилася на Бесіда
про автора
Джон Маршалл - це Сесіль та Айда Грін, професор океанографії Массачусетського технологічного інституту. Я океанограф, зацікавлений у кліматі та загальній циркуляції атмосфери та океанів, яку вивчаю завдяки розробці математичних та чисельних моделей ключових фізичних та біогеохімічних процесів.
