Крупные извержения вулканов и лесные пожары представляют собой естественные эксперименты для проверки того, как атмосфера Земли реагирует на внезапные возмущения. Хотя эффекты охлаждения тропосферы и потепления стратосферы, вызванные сульфатными частицами при извержении вулкана Пинатубо в 1991 году, хорошо изучены, климатические последствия дыма от лесных пожаров и вулканического водяного пара были гораздо менее очевидны. В данной работе авторы показывают, что лесные пожары в Австралии в 2019-2020 гг. и извержение вулкана Хунга-Тонга в 2022 году также привели к статистически обнаруживаемым глобальным сигналам изменения температуры атмосферы. Используя надёжную систему обнаружения, они оценивают, можно ли, когда и как долго эти сигналы отличить от внутренней изменчивости климатической системы («шума»). Полученные результаты подчёркивают новые факторы воздействия, которые необходимо учитывать в климатических моделях для лучшей интерпретации прошлой изменчивости и прогнозирования последствий будущих возмущений.

Крупные вулканические извержения и интенсивные лесные пожары нарушают температуру атмосферы Земли. Понимание реакции климата на такие природные факторы имеет важное значение для получения надёжных оценок его реакции на антропогенные выбросы парниковых газов. Хотя воздействие вулканических сульфатных аэрозолей на климат хорошо задокументировано, другие природные факторы, включая дым от лесных пожаров, достигающий стратосферы, и выбросы водяного пара при подводных извержениях, создают новые проблемы для обнаружения и определения их влияния на температуру атмосферы. Здесь авторы демонстрируют надёжное обнаружение статистически значимых температурных аномалий в тропосфере и стратосфере с использованием многолетних спутниковых наблюдений и оценок внутренней изменчивости из ансамбля климатических моделей и наблюдений. Анализируются три знаковых события: извержение вулкана Пинатубо в 1991 году, лесные пожары в Австралии в 2019-2020 гг. и извержение вулкана Хунга-Тонга в 2022 году. Каждое из них оставляет свой отпечаток с отчётливой высотной, географической и временной структурой. Глобальный усреднённый стратосферный сигнал от лесных пожаров в Австралии обнаруживается даже при усреднении по времени более чем на 10 месяцев, несмотря на то, что в атмосферу было внесено лишь около 5% аэрозольной массы Пинатубо. Для Хунга-Тонга авторы обнаружили значительное и продолжительное стратосферное похолодание, но не выявили устойчивого тропосферного сигнала в первые два года. Эти результаты показывают, что как сульфатные, так и несульфатные стратосферные возмущения приводят к различным, статистически идентифицируемым глобальным температурным сигналам. Поэтому учёт таких воздействий в климатических моделях имеет важное значение для улучшения сравнения смоделированной и наблюдаемой изменчивости.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2525500123