Как облака сдерживают потерю льда в Арктике

Темпы потепления поверхности Арктики достигают значений, в 2-4 раза превышающих среднемировые показатели, что известно как феномен «арктического усиления». Традиционно это объясняют положительной обратной связью «лед-альбедо»: таяние снега и льда уменьшает отражательную способность поверхности (альбедо), что ведет к большему поглощению солнечной радиации и дальнейшему ускорению таяния.

Однако исследовательская группа под руководством профессора Чуаньфэна Чжао из Пекинского университета обнаружила ключевую регулирующую роль облаков в этом процессе. Основываясь на спутниковых данных CERES за период с 2000 по 2020 год и результатах моделирования с использованием климатических моделей CMIP6, ученые пришли к выводу, что даже при неизменных свойствах самих облаков, сокращение площади снега и льда способно вызывать усиление коротковолнового охлаждающего эффекта облачности.

Аспирант Пекинского университета Аннан Чен поясняет, что это, в свою очередь, частично замедляет дальнейшее таяние снега и льда и предлагает новый взгляд на механизмы саморегуляции климатической системы. По мере того как под облаками оказывается более темная поверхность (вода или земля вместо льда), облака начинают отражать пропорционально больше солнечного света обратно в космос по сравнению с темным участком под ними, усиливая свой суммарный охлаждающий эффект.

Анализ спутниковых наблюдений с 2000 по 2020 год и данных климатических моделей CMIP6 показывает, что площадь снежно-ледового покрова в Арктике сокращалась со скоростью 0,016 за десятилетие. Это вызвало усиление коротковолнового радиационного охлаждающего эффекта облаков, приводя к радиационному охлаждению на верхней границе атмосферы и у поверхности, достигающему -1,25 ± 0,49 и -0,21 ± 0,20 Вт/м² за десятилетие соответственно. В результате среднегодовая скорость таяния морского льда замедлилась на 3,45 см, а в некоторых районах это замедление достигало 10 см в год. Наиболее выражен этот эффект в период полярного дня в июне и июле.

Модельные прогнозы показывают, что при сценарии интенсивных выбросов SSP585 площадь морского льда в Арктике к 2100 году сократится на 83%. При этом обнаруженный охлаждающий эффект облаков будет продолжать усиливаться по мере дальнейшего сокращения ледового покрова. Это исследование раскрывает сложный механизм совместной эволюции облачности, площади снега и льда и альбедо поверхности.

Вместе с тем, несмотря на выявленный смягчающий эффект облаков, который демонстрирует элементы саморегуляции в климатической системе, общая тенденция потери снега и льда в Арктике под влиянием глобального потепления и арктического усиления остается необратимой. Обнаруженный механизм лишь частично замедляет, но не останавливает этот процесс.