Предыдущие исследования, проведенные на климатических моделях, показали противоречивые результаты: в зависимости от модели изменение климата было связано с увеличением или уменьшением аэрозольной нагрузки. Но новое исследование с использованием новейших и современных компьютерных моделей, опубликованное сегодня в журнале Nature Climate Change, показывает, что в условиях изменения климата, связанного с потеплением, вызванным парниковыми газами, большинство видов аэрозолей будут регистрировать устойчивый рост, что отразится на воздухе в будущем. качественный.«Наша работа над моделями показывает, что почти все виды аэрозолей будут увеличиваться в результате изменения климата, вызванного парниковыми газами», — сказал климатолог Роберт Дж. Аллен, доцент кафедры наук о Земле Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущий автор книги. исследовательская работа. «Сюда входят природные аэрозоли, такие как пыль и морская соль, а также антропогенные аэрозоли, такие как сульфаты, черный углерод и первичные органические вещества.
Для достижения желаемого уровня качества воздуха в 21 веке потребуется более строгое сокращение выбросов аэрозолей».Аллен объяснил, что увеличение выбросов парниковых газов не только согреет планету, но и по-разному повлияет на климат.
Например, парниковые газы приведут к изменениям в гидрологическом цикле и крупномасштабной атмосферной циркуляции. Эти изменения, в свою очередь, повлияют на качество воздуха и распределение аэрозолей независимо от изменений в выбросах аэрозолей.«Однако изменения в гидрологическом цикле и атмосферной циркуляции являются сложными и могут привести к противоположным изменениям в распределении аэрозолей», — сказал он. "Модели показывают, что потепление парниковых газов приведет к увеличению количества осадков в глобальном масштабе, что должно снизить нагрузку аэрозолей, поскольку аэрозоли выпадают дождем; однако потепление парниковых газов также приведет к уменьшению количества осадков в определенных регионах, а также к снижению среднего глобального показателя. уменьшение частоты выпадения осадков. Последние два изменения, которые, как можно было бы ожидать, увеличивают нагрузку на атмосферные аэрозоли, перевешивают первое изменение.
В результате в атмосфере появляется больше аэрозолей ".Аллен и его команда получили свои результаты, используя многомодельный набор данных: Проект взаимного сравнения моделей химии атмосферы и климата (ACCMIP), который дополняется Проектом взаимного сравнения связанных моделей версии 5 (CMIP5). Исследователи проанализировали базы данных ACCMIP и CMIP5, используя модельные эксперименты с фиксированными выбросами аэрозолей (на основе 2000 года), но для разных климатических условий — один основан на 2000 году, другой — на 2100 году, причем разница двух экспериментов указывает на то, что аэрозольный ответ на потепление, вызванное парниковым газом.
Исследователи также провели аналогичные эксперименты с использованием модели атмосферы сообщества (CAM) Национального центра атмосферных исследований (NCAR) версий 4 и 5. Результаты этих моделей показали, что даже когда выбросы остаются фиксированными, потепление, вызванное парниковыми газами, к 2100 году приводит к увеличению в аэрозольной нагрузке и повышенных концентрациях аэрозольных частиц на поверхности Земли.«Удивительным открытием является постоянство увеличения количества аэрозолей по всем различным моделям», — сказал Аллен. «Мы связываем это увеличение количества аэрозолей с уменьшением влажного удаления аэрозолей, основного механизма удаления, которое вызвано уменьшением крупномасштабных осадков над сушей, особенно в летние месяцы в северном полушарии с июня по июль-август».Дальнейшие направления его исследовательской группы включают более глубокое понимание механизма, с помощью которого изменение климата приводит к увеличению аэрозольной нагрузки.
В частности, команда заинтересована в изучении того, почему модели прогнозируют уменьшение крупномасштабных осадков в Северном полушарии в течение июня-июля-августа.К исследованию Аллена присоединились Уильям Ландуйт из ExxonMobil Research and Engineering, штат Нью-Джерси; и Стивен Т. Рамбольд из Университета Рединга, Соединенное Королевство.
Исследование было поддержано грантами НАСА и Национального научного фонда.