Горячие и холодные взаимодействия
Изменение климата нагревает землю - с этим согласны практически все ученые. Но действительно ли вся планета становится теплее? Нет, стратосфера явно противится этой тенденции. И все же их охлаждение связано с парниковым эффектом человека.
Когда в 1991 году на Филиппинах произошло извержение вулкана Пинатубо, извержение обернулось фатальной катастрофой для 500 человек. Но могло быть и намного хуже, потому что пробуждение спящей Огненной горы - она бездействовала более 500 лет - было одним из самых сильных вулканов в 20-м веке: он выбросил более десяти кубических километров материала. из ее горла на высоту 24 километра поднялись облака пепла, и раскаленные раскаленные пирокластические потоки пыли и раскаленных газов с головокружительной скоростью обрушились на склоны горы. Быстрая эвакуация населения заблаговременно предотвратила крупную аварию.
Последствия гнева Пинатубо все еще ощущались далеко за пределами филиппинских границ. Пыль, газы и кислоты, выбрасываемые из земных недр, достигали самых верхних слоев земной атмосферы, где распространялись по всему миру. Материал обернул земной шар, как серая ткань, уменьшая количество проникающей солнечной радиации на пять процентов. В результате глобальный климат в этом году похолодал в среднем примерно на 0,4 градуса по Цельсию по сравнению со средним многолетним показателем.
В стратосфере, напротив, частицы вызвали обратный эффект - здесь температура поднялась на несколько градусов. И они также переломили там многолетнюю тенденцию: подобно тому, как изменение климата в течение некоторого времени нагревало планету на Земле и в околоземной тропосфере, стратосфера с начала 1980-х годов в такой же степени остывает.. И то, и другое связано, потому что растущая концентрация парниковых газов - прежде всего углекислого газа - в тропосфере снижает тепловое излучение от поверхности земли в стратосферу выше.
Это еще более осложняется быстрым истощением озона, вызванным такими химическими веществами, как знаменитые фреоны. Сам озон также действует как парниковый газ, поэтому в случае его потери стратосфера может поглотить лишь еще меньшую долю теплового излучения снизу, которое уже уменьшается. Но чем холоднее там становится, тем более агрессивные химические вещества разрушают озон - замкнутый круг.
Но разве это не хорошо, когда извержения вулканов нагревают стратосферу и дают озону передышку? Вовсе не ответ климатологов во главе с Венкатчаламом Рамасвами из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), которые сейчас впервые создали модель, с помощью которой они в точности воспроизвели процессы за последние 25 лет в пограничная зона между нашей землей и чернотой космоса.
В дополнение к измеренному уменьшению содержания озона и примерному количеству аэрозолей, выпущенных в результате извержений вулканов, исследователи также включили в это моделирование соответствующую солнечную активность в период между 1980 и 2005 годами. Затем они сравнили свои результаты с температурным трендом в стратосфере, измеренным спутниками. К большому научному удовольствию группы, расчеты затем точно воспроизвели реально наблюдаемый ход стратосферного охлаждения со всеми его скачками и разрывами.
Потому что в отличие от более или менее линейной потери O3 - химической формулы озона - в этот период температурная кривая за пределами тропосферы состоит из рядов с иногда резкий рост и последующие обвалы. В дополнение к извержению Пинатубо это также вызвало извержение Эль-Чичон в Мексике в 1982 году. Их аэрозоли скрывают похолодание из-за их способности поглощать солнечный свет и всегда отмечали определенный нагрев стратосферы в течение нескольких лет.
Однако, как только это временное влияние прекратится, похолодание возобновится, и температура продолжит падать. Более того, сильно увеличивающаяся доля парниковых газов в тропосфере тем временем вызывает ускорение этой тенденции по сравнению с 1985 и 1990 годами, т. е. в фазе между Эль-Чичоном и Пинатубо. Сегодня, по мнению исследователей, изменение климата, вызванное деятельностью человека, является доминирующей силой, вызывающей изменения в стратосфере.
В будущем, однако, это развитие может иметь другие тревожные последствия, потому что прогрессирующее охлаждение препятствует восстановлению озонового слоя. Вот почему закрытие зияющей дыры над Южным полюсом может занять больше времени. А на Северном полюсе даже была бы возможна ускоренная деградация О3, так что здесь временно открылись бы новые бреши в защитном экране от УФ. Из-за точного воспроизведения прошлого исследователи теперь хотят изучить все это с помощью модели будущего.
Крупные извержения вулканов с их побочным эффектом стратосферного потепления, однако, являются лишь кажущимися положительными новостями для озонового слоя. Потому что помимо аэрозолей в эти районы проникают также кислоты, соединения брома и хлора. В качестве побочного ущерба они также добавляют к озону и разрушают его. Они сами прорывают дополнительные дыры в защитном щите земли - и тем самым впоследствии способствуют дальнейшему опасному понижению температуры.