Ученые лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы Санкт‑Петербургского государственного университета, созданной по программе мегагрантов Минобрнауки России, промоделировали возможное влияние вулканической активности на состояние озонового слоя, погоду и климат за весь ХХI век. Исследователи пришли к выводу, что извержения вулканов могут сделать зимы в Северной Европе и Арктике теплее. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Atmosphere.
Климатическая модель — это сложная компьютерная программа, которая с помощью математических уравнений описывает физические процессы в атмосфере, океане, на суше и во льдах. Климатические модели нужны для прогнозирования изменений природы и влияний человека на эти изменения. Большинство климатических моделей не учитывают важный параметр — возможные вулканические извержения. Между тем вулканическая активность может иметь важное значение для будущего всей планеты. Это объясняется тем, что ученые еще с прошлого века уделяют особое внимание антропогенным факторам.
Между тем мощные извержения, например вулкана Пинатубо в 1991 году, выбрасывают в стратосферу миллионы тонн диоксида серы, который превращается в сульфатные аэрозоли. Эти частицы отражают часть солнечного света обратно в космос, вызывая временное похолодание у поверхности Земли и нагрев стратосферы, а также запускают каскад химических процессов в атмосфере, влияющих на озоновый слой и циркуляцию воздушных масс. Эти события делают будущие прогнозы климата неполными и вносят в них дополнительную неопределенность.
Ученые Санкт‑Петербургского государственного университета восполнили этот пробел, использовав сложную климатическую модель SOCOL‑MPIOM. Она одновременно и в связке рассчитывает состояние атмосферы, химию стратосферы и процессы в океане и морском льду. С помощью этой модели ученые СПбГУ уже прогнозируют состояние озонового слоя в Южном полушарии, а также оценивают возможное влияние ракетных пусков на состояние озонового слоя.
«Мы провели серию из 25 независимых расчетов на период с 2020 по 2100 год в рамках сценария с высоким уровнем выбросов парниковых газов. В каждый из этих 25 сценариев в случайном порядке были добавлены по пять извержений разной силы: три сильных, одно умеренное и одно слабое. Такой подход позволил оценить разброс вероятных последствий и сравнить его с расчетом, где извержений не было вообще», — сказал научный руководитель лаборатории исследований озонового слоя и верхней атмосферы СПбГУ Евгений Розанов.
Результаты показали, что вулканическая активность, ожидаемая в этом столетии, не способна заметно изменить тренд глобального потепления. По данным моделирования, температура у поверхности Земли к 2100 году будет расти практически с одинаковой скоростью и с вулканической активностью, и без нее. Самым ярким примером стала Северная Европа, где последствия проявились в виде зимнего потепления до +1,0°C, что составляет около 30% от общего потепления в этом регионе. Этот фактор объясняется тем, что нагрев тропической стратосферы усиливает перенос воздушных масс, приносящих теплый атлантический воздух в Евразию. Одновременно с этим в Северной Европе наблюдался значительный годовой дефицит осадков в 36 мм.
Вырастут средние температуры и в Арктике. Вулканическая активность приводит к устойчивому расширению площади морского льда. Это, в свою очередь, увеличивает отражательную способность поверхности, что еще больше усиливает первоначальное похолодание. Анализ показал, что максимальные дневные температуры с вероятностью более 50% вырастут на 0,5°C на 16% территории мировой суши, в основном в Евразии и Арктике. При этом на территории Северной Америки значимых изменений обнаружено не было.
Таким образом, влияние извержений вулканов на озоновый слой оказалось неоднозначным. В тропиках происходило химическое разрушение озона. В то же время над Северным полюсом наблюдалось накопление озона, переносимого туда усилившейся циркуляцией. Поскольку содержание озоноразрушающих веществ в атмосфере будет снижаться в соответствии с тенденциями, появившимися благодаря Монреальскому протоколу, к концу века химический эффект разрушения ослабнет и главным следствием извержений для озонового слоя станет его динамическое перераспределение из тропиков к полюсам и влияние на температуру воздуха.
Авторы исследования отмечают, что, хотя будущие вулканические извержения не остановят глобальное потепление, они способны внести существенные коррективы в региональный климат, меняя режим осадков, температуру и частоту экстремальных явлений.
Информация предоставлена пресс-службой СПбГУ
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
