Различия между трендами температуры в тропосфере и нижней стратосфере уже давно признаны «отпечатками» антропогенного воздействия на климат. Этот «отпечаток», однако, игнорировал информацию из средней и верхней стратосферы, на высотах от 25 до 50 км над поверхностью Земли. Включение этой информации улучшает возможность обнаружения антропогенного «отпечатка» в пять раз. Улучшенная возможность выявления возникает из-за того, что средняя и верхняя стратосфера имеют большой сигнал выхолаживания из-за антропогенного увеличения содержания CO₂, небольшие уровни шума естественной внутренней изменчивости и различные характеристики сигнала и шума. Распространение «отпечатков» на верхние слои стратосферы с длинными рядами температурных данных и улучшенными моделями климата означает, что теперь практически невозможно объяснить естественными причинами наблюдаемые со спутников тренды в тепловой структуре атмосферы Земли.

В 1967 году учёные использовали простую климатическую модель, чтобы предсказать, что вызванное деятельностью человека увеличение содержания CO₂ в атмосфере должно нагревать тропосферу Земли и охлаждать стратосферу. Этот важный признак антропогенного изменения климата был задокументирован с помощью метеозондов и спутниковых измерений температуры от приповерхностных до нижних слоев стратосферы. Охлаждение стратосферы также было подтверждено в средней и верхней стратосфере, слое, простирающемся примерно от 25 до 50 км над поверхностью Земли (S25 − 50). Однако на сегодняшний день температуры S25 – 50 не использовались в исследованиях атрибуции антропогенного изменения климата на основе закономерностей. Здесь проведено такое исследование «отпечатков» со спутниковыми структурами изменения температуры, которые простираются от нижней тропосферы до верхней стратосферы. Включение информации S25 − 50 увеличивает отношение сигнал/шум в пять раз, заметно повышая возможность обнаружения «отпечатков». Ключевые особенности этого глобального антропогенного «отпечатка» включают стратосферное охлаждение и тропосферное потепление на всех широтах, при этом стратосферное охлаждение усиливается с высотой. Напротив, доминирующие моды внутренней изменчивости в S25 − 50 имеют менее масштабные изменения температуры и разный знак. Эти ярко выраженные пространственные различия между сигналом S25 - 50 и картиной шума сопровождаются большим охлаждением S25 - 50 (от 1 до 2°C в период с 1986 по 2022 гг.) и низким уровнем шума S25 - 50. Эти результаты объясняют, почему распространение «вертикальной дактилоскопии» на среднюю и верхнюю стратосферу даёт неопровержимые доказательства влияния человека на тепловую структуру атмосферы Земли.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2300758120