З 2001 року Земля потемніла на цілий «відтінок». У практичному сенсі це означає, що планета відбиває у космос менше сонячного світла, ніж раніше, а це впливає на клімат. Проаналізувавши супутникові дані, команда під керівництвом Нормана Лоеба з Дослідницького центру Ленглі NASA в місті Гемптон, штат Вірджинія, виявила раніше невідому нерівність між північним і південним півкулями Землі.
Тенденція, зафіксована у період з 2001 по 2024 рік, важлива не лише тому, що змінює глобальний енергетичний баланс, а й тому, що вона нерівномірна. Північна півкуля темнішає швидше, ніж Південна, — і цей дисбаланс додає зайвого тепла саме там, де лід і сніг уже відступають.
Малий зсув — великі наслідки
На верхній межі атмосфери Земля отримує приблизно 240–243 вати сонячної енергії на квадратний метр. На тлі цих величезних значень дослідники виявили різницю між півкулями на рівні близько 0,34 вата на квадратний метр за кожне десятиліття.
Звучить незначно, але зміна клімату — це історія малих, проте постійних величин. Невеликий, але безперервний приплив енергії з року в рік здатен змінювати сезони морського льоду, сніговий покрив, хмарні поля, вітри й океанічні течії так, що вони починають підсилювати самі себе.
Історично дві півкулі Землі ніколи не були в ідеальній рівновазі: Південь зазвичай отримує трохи більше сонячної енергії, а Північ — трохи більше її втрачає. У нормі атмосфера та океани переносять тепло через екватор і згладжують різницю. Однак за останні два десятиліття цей «конвеєр тепла» не встигає повністю компенсувати зміни. Потемніння Півночі перевищило здатність системи до рівноваги.
Лід, сніг і колір поверхні
Один із головних чинників — це відбивна здатність поверхні, або альбедо. Світлі поверхні — морський лід, сніг, верхівки хмар — добре відбивають сонячне світло у космос. Якщо їх замінюють темніші океан або оголений ґрунт, більше енергії залишається на планеті. У Північній півкулі помітно зменшився весняний сніговий покрив і площа літнього арктичного морського льоду. Заміна білого на темне не лише збільшує поглинання світла, а й ускладнює відновлення льоду та снігу в наступні сезони — це класичний приклад позитивного зворотного зв’язку.
Чистіше повітря — темніша Земля
Другий чинник — атмосфера. Водяна пара та хмари впливають на те, скільки світла відбивається або затримується. Але найчіткіший слід залишають аерозолі — дрібні частинки, які розсіюють світло та сприяють утворенню крапель у хмарах. У Північній півкулі рівень аерозольного забруднення різко знизився завдяки жорсткішим нормам якості повітря в Північній Америці, Європі та частині Східної Азії.
Це величезна перемога для здоров’я людей. Але водночас це означає менше частинок, які могли б «освітлювати» хмари чи розсіювати сонячне світло, — отже Північ стає менш відбивною. На відміну від цього, у Південній півкулі періодично відбувалися природні сплески аерозолів. Надзвичайно сильні лісові пожежі в Австралії викидали дим високо в атмосферу, а виверження вулкана Хунга-Тонга — Хунга-Хаапай додало частинок у верхні шари повітря. Ці імпульси тимчасово повертали Півдню частину «блиску», ще більше збільшуючи різницю між півкулями.
Хмари не можуть повністю пояснити потемніння Землі
Можна було б припустити, що хмари просто перерозподіляться й відновлять симетрію — більше тут, менше там. Однак нове дослідження показує, що цей «запобіжник» має межі. Коли тане морський лід і змінюється рівень аерозолів, хмари реагують, але не завжди і не так, щоб повністю компенсувати дисбаланс.
Це має велике значення для кліматичних моделей, які повинні точно відображати, як аерозолі впливають на формування крапель у хмарах, як змінюються хмарні поля над теплішими й менш крижаними океанами та як це все впливає на загальну відбивну здатність планети.
Непомітні темні тренди змінюють клімат
Глобальне потепління «живиться» кількома додатковими ватами на квадратний метр, що діють протягом тривалого часу. Якщо ж до цього додати стійкий перекіс між півкулями — менше відбивання на Півночі — це впливає на те, де саме накопичується тепло і з якою швидкістю реагують льодовики, гірські льодовики та вічна мерзлота. Жоден окремий рік не «перевертає» систему, але за десятиліття тихий, постійний енергетичний дисбаланс здатен змінити сезонні ритми, шляхи штормів і регіональні кліматичні екстреми.
Саме тому немає сенсу «освітлювати» небо через забруднення. Аерозолі живуть у повітрі лише дні або тижні, тоді як вуглекислий газ — століттями. Спроби штучно підтримувати відбивну здатність планети за рахунок бруднішого повітря коштували б життів і не вирішили б проблеми закислення океанів чи довготривалого парникового потепління.
Практичний шлях уже зрозумілий: скорочувати викиди CO₂ і метану, очищувати повітря та вдосконалювати розуміння ролі короткоживучих частинок і хмар, щоб прогнози їхнього впливу ставали точнішими.
Як Земля поступово втрачає своє сяйво
Арктика залишається головним «індикатором». Площа й товщина морського льоду, строки весняного танення снігу та зміни яскравості північних ландшафтів і океанів і далі формуватимуть альбедо Півночі. На Півдні ж час від часу вулкани або великі пожежі даватимуть тимчасові сплески аерозолів.
Водночас здатність океанів переносити тепло через екватор буде вирішальною. Якщо поділ між півкулями збережеться, кліматичним моделям доведеться більше зосереджуватися на регіональних особливостях, а не лише на глобальних середніх показниках. Загальний висновок простий: Земля темнішає, особливо Північна півкуля. Це означає, що з кожним роком трохи більше сонячної енергії залишається на планеті. Це не гучна тривога, а тихий сигнал, але у кліматичному сенсі саме такі сигнали, які не припиняються, можуть мати найпотужніші наслідки.
Дослідження опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.