"Трансформация Арктики идет полным ходом". Почему на севере резко теплеет

МОСКВА, 28 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Прошлый год стал вторым рекордно теплым за всю историю наблюдений в Северном полярном регионе. Температура здесь растет быстрее, чем где бы то ни было. Точного объяснения этому пока нет. В День Арктики РИА Новости рассказывает о новых гипотезах резкого изменения климата в одном из самых холодных мест Земли.

Потепление ускоренными темпами

Потепление 2020-го привело к заметным последствиям, заявляют авторы сводного отчета экстремальных явлений в Арктике Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA). Резко сократился снежный покров — такого не наблюдали за последние 54 года. Площадь морского льда тоже рекордно уменьшилась. Тонкий однолетний лед вытеснил крепкий многолетний. В Якутии произошли масштабные лесные пожары, совпавшие с долгими волнами тепла и дефицитом снега зимой.

Есть и хорошие новости: из-за расцвета планктона и криля восстановилась популяция гренландских китов. "Трансформация Арктики в менее суровый и биологически иной регион идет полным ходом", — приводит пресс-служба NOAA слова Рика Томана из Центра исследования Арктики.

Замечено, что за последние полвека Арктика теплеет в два раза быстрее, чем остальной мир. К 2030 году Северный Ледовитый океан может полностью освободиться ото льда летом, прогнозируют авторы международного доклада "Снег, вода, лед и вечная мерзлота в Арктике". К середине столетия температура вырастет на четыре-пять градусов по сравнению с показателями конца прошлого века. Тогда как прогноз в целом для северного полушария — рост на два-три градуса. Причина — избыток энергии в атмосфере и океане, накопленный за время промышленной революции. Потепление продолжится, даже если полностью устранить промышленные выбросы парниковых газов, заключают эксперты.

© NOAA Climate.gov/NOAA ESRL/ARC 2020

Приповерхностная температура воздуха в Арктике в октябре 2019-го — сентябре 2020 года в сравнении со средней температурой 1981-2010 годов. Практически везде сильное превышение

Усиление эффекта

Ключевой элемент арктического климата — морской лед, покрывающий Северный Ледовитый океан. За счет высокого альбедо он отражает основную часть солнечного тепла обратно в космос. С этой точки зрения Арктика — холодильник планеты. Теперь он сломался.

С конца XIX века из-за накопления углекислого газа в атмосфере усиливается парниковый эффект, арктический лед летом тает сильнее, его площадь сокращается. У темной морской воды альбедо гораздо ниже, чем у льда, она больше поглощает солнечного тепла, чем отражает. В результате температура воды в океане повышается и лед тает еще сильнее. Возникает альбедо-зависимая обратная связь, которая умножает потепление.

Однако выбросы парниковых газов лишь наполовину объясняют резкое таяние морского льда в Арктике, отмечено в отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН, посвященном океанам и криосфере. Остальное приходится на внутренние процессы — внедрение в регион теплого влажного воздуха зимой и весной, усиление облачности, изменение теплообмена между океаном и атмосферой.

© Иллюстрация РИА Новости

Разница отражательной способности — альбедо — льда и морской воды. Чем меньше морского льда в Арктике, тем сильнее нагревается вода. Запускается альбедо-зависимая обратная связь, умножающая потепление

В поисках фактора Х

Несмотря на многолетние наблюдения, ученые не могут полностью объяснить происходящее в Арктике, а главное — непонятна причина ее ускоренного потепления на фоне остального мира.

Возможно, считают исследователи из США и Канады, остался недооцененным вклад озонразрушающих веществ. К ним относятся фреоны, галоны, четыреххлористый углерод, бромистый метил, выпускаемые в промышленных масштабах с середины прошлого века для холодильников, растворителей и пропеллентов.

В восьмидесятые выяснилось, что эти химикаты разрушают озоновый слой Земли, защищающий нас от жесткого ультрафиолета. Из-за них образовалась огромная дыра над Антарктидой. Выпуск фреонов и подобных ему соединений запретили.

По сравнению с углекислым газом доля озонразрушающих веществ в атмосфере очень мала, но они гораздо активнее усиливают парниковый эффект. Авторы смоделировали климат на Земле в 1955-2005 годах, учли все известные факторы потепления и похолодания (извержения вулканов, например), включили и озонразрушающие вещества. Оказалось, что без них Арктика была бы наполовину холоднее, а в целом глобальное потепление уменьшилось бы на треть.

Еще одна гипотеза, предложенная учеными из Института Скриппса, основана на переносе тепла в Северном Ледовитом океане. Парадоксально, но на глубине температура выше из-за атлантических и тихоокеанских течений. А у поверхности вода близка к точке замерзания. Соответственно, есть вертикальный перенос тепла снизу вверх. Он тем сильнее, чем больше разница температур между глубиной и поверхностью. Это именно то, что сейчас происходит. Вклад этого явления в ускорение потепления Арктики ученые оценивают в 20 процентов.

© Иллюстрация РИА Новости

Сравнение радиационного воздействия парниковых газов. Это количество поглощаемого солнечного тепла, которое не уходит в космос. ODS (красная линия) — озонразрушающие вещества

Сейсмический фактор

На температурном графике региона есть два пика потепления — в сороковые годы и сейчас. Объяснить их промышленными выбросами парниковых газов сложно, поскольку они накладываются на общий тренд повышения температуры, отмечает российский исследователь Арктики академик Леопольд Лобковский, сотрудник Института океанологии РАН и МФТИ.

Ученый считает, что дело в каком-то природном механизме. Это должно быть что-то масштабное, затрагивающее весь полярный регион, и с большим выбросом энергии. Например, землетрясения. Их источник расположен в двух-трех тысячах километров — на Алеутской дуге. Здесь проходит зона субдукции, где одна тектоническая плита подныривает под другую.

Крупнейшие землетрясения с магнитудой более восьми произошли на Алеутах между 1899 и 1906 годом. Спустя два десятка лет началась первая волна аномального потепления в Арктике. Еще одна серия мощнейших толчков случилась между 1957 и 1965 годом. И снова через двадцать лет — рост температур.

Механические волны от землетрясения иногда распространяются на значительные расстояния, создавая в земной коре зоны трещиноватости. Эффект от мощных толчков мог дойти до Арктики и Северного Ледовитого океана со скоростью сто километров в год как раз за двадцать лет. Это высвободило больше метана из вечной мерзлоты и шельфовых газогидратов, усилило парниковый эффект в регионе и, как следствие, ускорило потепление.

CC BY 4.0 / Leopold Lobkovsky/Geosciences 2020, 10(11), 428 /

Две температурные аномалии на общем фоне потепления в Арктике

Первая аномалия повышения температуры закончилась примерно в шестидесятые годы, вторая продолжается по сей день. "Возможно, это связано с тем, что во вторую фазу, начиная с 1980 года, эффективно заработала обратная положительная связь климатической системы, обусловленная значительным уменьшением площади ледового покрова Арктики, особенно начиная со второй половины нулевых. Это привело к уменьшению альбедо арктического региона и, соответственно, к его дополнительному нагреву", — поясняет академик Лобковский. К тому же в 1986-м и 1996-м на Алеутской дуге произошли сильные землетрясения, которые добавили выбросов метана после 2006 и 2016 годов.

Эти выбросы на арктическом шельфе начались где-то десять тысяч лет назад — с окончанием последнего ледникового периода. Уровень мирового океана начал повышаться, более теплая вода затопила сушу и запустила процесс высвобождения парникового газа. "Однако постепенный нагрев осадочных пород на шельфе не может объяснить значительные подъемы температуры в Арктике в определенные моменты времени — в 1920-м и 1980-м. Именно поэтому мы и говорим о резком сейсмогенно-триггерном природном механизме", — подчеркивает он.

Новая гипотеза не отрицает других природных и антропогенных факторов потепления в Арктике. Главный же вопрос сейчас — оценить вклад каждого в изменение современного климата.

CC BY 4.0 / Leopold Lobkovsky/Geosciences 2020, 10(11), 428 /

Мощнейшие землетрясения на Алеутской дуге, механическая энергия которых по земной коре могла дойти до Арктики и запустить процесс высвобождения метана