Поверхность Земли становится теплее, но высоко над ней происходит обратный процесс: стратосфера постепенно охлаждается. Этот парадокс климатологи наблюдали десятилетиями, а теперь исследователи Колумбийского университета описали механизм, который его объясняет.
CO₂ работает по-разному на разных высотах
Речь идёт о слое атмосферы на высоте примерно от 11 до 50 километров. В нижних слоях атмосферы углекислый газ удерживает тепло, которое иначе уходило бы в космос. Но в стратосфере CO₂ ведёт себя иначе: он поглощает инфракрасную энергию, идущую снизу, и часть этой энергии излучает в космос.
Чем больше CO₂, тем эффективнее стратосфера “сбрасывает” тепло – и тем сильнее охлаждается, передало издание Daily Galaxy.
Стратосфера уже остыла примерно на 2°C
По оценке исследователей, стратосфера остыла примерно на 2°C с середины 1980-х. Это считают одним из заметных “отпечатков” влияния человека на климат.
“Существующая теория была невероятно содержательной, но нам не хватало количественной теории охлаждения стратосферы, вызванного CO₂”, – пояснил ведущий автор работы Шон Коэн из Ламонт-Доэртийской обсерватории Земли Колумбийского университета.
Атмосфера Земли с орбиты, на которой видны тропосфера, стратосфера и мезосфера. Источник: NASA
Учёные нашли “зону Златовласки”
Команда изучила, как разные длины волн инфракрасного излучения проходят через атмосферу. Оказалось, что некоторые из них особенно эффективно выводят тепло из стратосферы. Учёные называют этот диапазон “зоной Златовласки”: при росте концентрации CO₂ он расширяется, и охлаждение верхних слоёв атмосферы усиливается.
Озон и водяной пар оказались не главными
Озон и водяной пар тоже участвуют в переносе тепла, но, по выводам авторов, их роль в охлаждении стратосферы намного меньше, чем роль углекислого газа.
Охлаждение идёт неравномерно: слабее в нижней части стратосферы и сильнее у её верхней границы – стратопаузы. При удвоении концентрации CO₂ температура вблизи стратопаузы может снижаться примерно на 8°C.
Почему холод наверху усиливает потепление внизу
Парадокс в том, что охлаждение стратосферы не отменяет глобального потепления. Наоборот: когда верхний слой атмосферы становится холоднее, Земля в целом отдаёт в космос меньше инфракрасной энергии, а значит, больше тепла остается в нижних слоях атмосферы.
