Международное исследование, проведенное учеными из Национального центра атмосферных исследований (NCAR), показывает, что глобальное потепление, вызванное значительным увеличением выбросов парниковых газов, вызовет в среднем почти 7-процентное увеличение количества осадков по сравнению с доиндустриальными условиями.Но попытка решить проблему с помощью «геоинженерии» может привести к снижению количества дождей в Северной Америке, Восточной Азии и других регионах на 5-7 процентов по сравнению с доиндустриальными условиями.
В глобальном масштабе среднее количество осадков может снизиться примерно на 4,5 процента.«Геоинженерия планеты не решает проблему», — говорит ученый NCAR Симона Тилмес, ведущий автор нового исследования. «Даже если бы один из этих методов мог поддерживать приблизительно сбалансированную глобальную температуру, осадки не вернулись бы к доиндустриальным условиям».По мере роста обеспокоенности по поводу изменения климата ученые изучали подходы геоинженерии, чтобы уменьшить потепление в будущем.
Некоторые из них улавливают углекислый газ до того, как он попадет в атмосферу. Другие попытались бы существенно затенить атмосферу, введя частицы сульфата в стратосферу или запустив зеркала на орбиту с целью снижения глобальной температуры поверхности.В новом исследовании основное внимание уделяется второму набору подходов, которые затенят планету.
Однако авторы предупреждают, что климат Земли не вернется к своему доиндустриальному состоянию, даже если бы само потепление было успешно смягчено.«Это проблема типа« выбери свой яд », — говорит соавтор, ученый NCAR Джон Фасулло. «Если вам не нравится потепление, вы можете уменьшить количество солнечного света, попадающего на поверхность, и охладить климат. Но если вы сделаете это, значительное сокращение количества осадков неизбежно. Здесь нет беспроигрышного варианта».
Исследование опубликовано в онлайн-выпуске Journal of Geophysical Research: Atmospheres, опубликованном на этой неделе Американским геофизическим союзом. Международная группа ученых из NCAR и 14 других организаций написала исследование, которое частично финансировалось Национальным научным фондом (NSF), спонсором NCAR.
Команда использовала, среди прочего, основанную на NCAR Модель системы Земли Сообщества, которая финансируется NSF и Министерством энергетики.Углекислый газ будущего с геоинженерией или без негоИсследовательская группа обратилась к 12 ведущим мировым климатическим моделям, чтобы смоделировать глобальные модели осадков, если уровень углекислого газа, ведущего парникового газа, в атмосфере в четыре раза превысит уровень доиндустриальной эпохи. Затем они смоделировали влияние уменьшения приходящей солнечной радиации на глобальный характер выпадения осадков.
Ученые выбрали искусственный сценарий четырехкратного увеличения уровня углекислого газа, который находится на высоком уровне прогнозов на конец этого столетия, чтобы четко выявить потенциальные последствия геоинженерии.В соответствии с другими исследованиями они обнаружили, что повышение уровня углекислого газа значительно увеличит глобальное среднее количество осадков, хотя, вероятно, будут значительные региональные различия и даже продолжительные засухи в некоторых областях.Большая часть причин увеличения количества осадков и снегопадов связана с большим испарением, которое закачивает больше влаги в атмосферу в результате большего количества тепла, удерживаемого у поверхности.
Затем команда сделала еще один шаг в исследовании, изучив, что произойдет, если геоинженерный подход частично отразит приходящую солнечную радиацию высоко в атмосфере.Исследователи обнаружили, что количество и частота осадков, особенно во время сильных дождей, значительно уменьшатся.
Воздействие на сушу было сильнее, чем над океаном, и особенно ярко проявлялось в месяцы сильных муссонных дождей. Муссонные дожди в моделировании уменьшились в среднем на 7 процентов в Северной Америке, на 6 процентов в Восточной Азии и Южной Америке и на 5 процентов в Южной Африке. Однако в Индии снижение составило всего 2 процента. Летом в Западной Европе и Северной Америке выпало еще больше обильных осадков.
Более сухая атмосфераИсследователи обнаружили две основные причины уменьшения количества осадков.
Одна причина связана с испарением. Поскольку Земля затенена и меньше солнечного тепла достигает поверхности, меньше водяного пара закачивается в атмосферу за счет испарения.
Другая причина связана с растениями. При увеличении количества углекислого газа в атмосфере растения частично закрывают свои устьицы, отверстия, которые позволяют им поглощать углекислый газ, одновременно выделяя кислород и воду в атмосферу. Частично закрытые устьицы выделяют меньше воды, поэтому охлажденная атмосфера над сушей становится еще суше.Тилмес подчеркивает, что авторы не рассматривали такие вопросы, как реакция определенных культур на сочетание повышенного содержания углекислого газа и уменьшения количества осадков.
«Дополнительные исследования могут показать как положительные, так и отрицательные последствия для общества таких изменений в окружающей среде», — говорит она. «Что мы действительно знаем, так это то, что наша климатическая система очень сложна, что деятельность человека делает Землю теплее, и что любое технологическое решение, которое мы могли бы попытаться затенить, может иметь непредвиденные последствия».Университетская корпорация атмосферных исследований управляет Национальным центром атмосферных исследований при спонсорской поддержке Национального научного фонда.