Используя данные о температуре из Алабамы, начиная с 1883 года, ученые из Центра изучения систем Земли Гривна разработали и протестировали различные методы для создания стабильных, надежных наборов долгосрочных климатических данных для трех частей материковой части Алабамы.Помимо создания некоторых загадочных математических инструментов, полезных для создания наборов климатических данных, команда также обнаружила, что дневные данные о высоких температурах с меньшей вероятностью будут загрязнены поверхностными проблемами, такими как вырубка лесов, строительство, мощение и орошение, чем низкие низкие температуры в ночное время.«Если вы измените поверхность, скажем, добавив здания или более теплый асфальт, вы можете улучшить ночное перемешивание нижних слоев атмосферы», — сказал доктор Джон Кристи, директор ESSC и выдающийся профессор атмосферных наук в UAH. «Это создает потепление, вызванное вертикальным перемешиванием, а не изменениями парниковых газов».В этом отношении особенно полезны высокие летние температуры, поскольку летние температуры обычно более стабильны, а температура в холодное время года подвержена более сильным колебаниям из-за естественной изменчивости.
Эти часто резкие колебания температуры вносят «шум» в данные, который может скрывать долгосрочные тенденции и их причины.Результаты этого исследования были недавно опубликованы в Журнале прикладной метеорологии и климатологии Американского метеорологического общества.
В основном в нетронутых природных условиях в большинстве мест после захода солнца у земли образуется прохладный слой воздуха. Этот слой более плотного и холодного воздуха создает пограничный слой, не пропускающий более теплый воздух в глубокий слой атмосферы над ним.
Затем люди переезжают. Люди, как правило, делают разные вещи, которые портят местный климат. Ветерок, дующий вокруг зданий, может вызвать ночную турбулентность, разрушая прохладный пограничный слой. Улицы, автостоянки и крыши поглощают тепло днем и выпускают его в атмосферу ночью, что также вызывает турбулентность.
Орошение увеличивает способность сухой почвы удерживать тепло и выделяет мощный парниковый газ (водяной пар) в самые низкие уровни атмосферы над засушливыми и пустынными территориями.Это краткий список.Когда холодный слой воздуха у поверхности нарушается, более теплый воздух поднимается на поверхность.
Все это вызывает реальные изменения местного климата, повышая температуру поверхности, особенно в ночное время, в достаточно больших количествах, чтобы их могли заметить как термометры метеостанции, так и люди, живущие в некоторых из этих мест.Но ни одно из этих изменений не имеет ничего общего с широко распространенным изменением климата в глубинных слоях атмосферы на больших территориях земного шара, которое можно было бы увидеть, если бы оно было вызвано повышенными концентрациями углекислого газа в атмосфере.«Со временем это может выглядеть как потепление или накопление тепла в температурном отчете, но это изменение температуры вызвано только перераспределением более теплого воздуха, который всегда был там, а не на поверхности», — сказал д-р Ричард МакНайдер. заслуженный профессор наук ГРН.Итак, как климатологи могут использовать существующие долгосрочные записи температуры поверхности, чтобы точно отслеживать потенциальные эффекты увеличения выбросов CO2?
Выведите из игры ночной пограничный слой (и все, что мы делаем, чтобы мешать ему), — говорят д-р Кристи и д-р МакНайдер.«Мы предпочитаем проводить измерения температуры в глубоких слоях атмосферы, поэтому мы используем инструменты на спутниках», — сказал доктор Кристи. «Но спутниковые данные относятся только к последним дням 1978 года. Мы используем наземные записи, потому что они длиннее, и мы действительно хотим посмотреть на данные, которые относятся к гораздо более далекому, чем 1978 год.«Из-за естественного перемешивания атмосферы, вызванного дневным нагревом, дневные максимальные температуры являются лучшими данными о поверхности для изучения температур в глубоких слоях атмосферы.
На поверхности дневная максимальная температура просто представляет больше воздуха, чем ночная минимальная. "Новые наборы данных о температуре расширяют существующую климатологию для трех регионов внутренней Алабамы (вокруг Монтгомери, Бирмингема и Хантсвилля) на дюжину лет, вплоть до 1883 года. Лето в Алабаме становится прохладным, особенно с 1954 года. Десять самых прохладных летних месяцев в Алабаме. были после 1960 г., а большинство из них — после 1990 г.Как и следовало ожидать, учитывая, что похолодание, климатические модели по отдельности и в группах плохо справляются с моделированием долгосрочных изменений температуры и количества осадков в штате с 1883 года.
Исследователи пришли к выводу, что модели — те же самые модели, которые широко используются для прогнозирования изменения климата — не проявляют никакого мастерства в объяснении долгосрочных изменений с 1883 года.