Ученые оценили возможность ослабления Эль-Ниньо с помощью распыления аэрозолей над океаном

Моделирование показало, что целенаправленное осветление облаков в субтропической части Тихого океана способно ослабить явление Эль-Ниньо и уменьшить связанные с ним климатические последствия.

Однако исследователи предупреждают, что такая интервенция может спровоцировать нежелательные эффекты, включая более раннее наступление встречной фазы — Ла-Ниньи, и требует осторожности из-за высокой зависимости результата от сроков начала вмешательства.

Субтропическая часть Тихого океана рассматривается учёными как потенциальный регион для климатического вмешательства. Иллюстрация: ECOportal.su / ИИ

Коротко о главном

• Моделирование показало, что осветление морских облаков (MCB) в юго‑восточной части Тихого океана способно ослабить Эль‑Ниньо — ключевой фактор экстремальных погодных явлений.
• Наибольший эффект достигается при раннем (с июня) и продолжительном вмешательстве: оно нарушает обратные связи Бьеркнеса и снижает температуру поверхности моря в регионе Нино 3.4 до почти нейтральных значений.
• В качестве природного аналога MCB учёные использовали последствия австралийских пожаров 2019–2020 годов: аэрозоли от пожаров увеличили яркость облаков и внесли вклад в формирование Ла‑Ниньи 2020–2023 годов.
• Среди рисков — провоцирование более раннего и потенциально усиленного Ла‑Ниньи, а также непредвиденные региональные эффекты (например, потепление в Европе и Азии) из‑за возбуждения других климатических мод.

Таким образом, геоинженерное управление климатической изменчивостью выглядит технически возможным в модели, но сопряжено со сложными побочными эффектами и требует дальнейших межмодельных исследований перед любым практическим применением.

По данным международной группы климатологов, целенаправленное осветление морских облаков может стать инструментом для ослабления феномена Эль‑Ниньо, однако успех такой операции критически зависит от времени начала вмешательства. В исследовании, опубликованном в авторитетном научном журнале Science Advances, рассматривается гипотетический сценарий использования геоинженерных технологий для модификации климатической изменчивости, а не только для долгосрочного сдерживания глобального потепления.

Аналогия с природным явлением

Отправной точкой для работы послужили австралийские лесные пожары 2019–2020 годов. Учёные из Университета Вашингтона и Национального центра атмосферных исследований США обнаружили, что дым от пожаров, содержащий частицы биомассы, переносился через южную часть Тихого океана и способствовал увеличению яркости облаков. Это, в свою очередь, спровоцировало динамические процессы, которые внесли вклад в формирование продолжительной Ла‑Ниньи в 2020–2023 годах.

Используя климатическую модель SMYLE на базе системы CESM2, исследователи воспроизвели этот природный механизм в ходе эксперимента, искусственно увеличив концентрацию капель в облаках (CDNC) в тех же регионах океана до 100 частиц на кубический сантиметр. Результаты моделирования показали, что такой подход вызывает эффект охлаждения, аналогичный тому, что наблюдался после пожаров, что подтверждает гипотезу о возможности управления климатической изменчивостью через осветление облаков.

«Мы обнаружили, что моделируемое осветление облаков воспроизводит ключевые механизмы, идентифицированные при анализе последствий австралийских пожаров, включая локальное радиационное воздействие и последующее охлаждение поверхности, которое привело к сдвигу осадков в тропической зоне», — поясняется в тексте научной работы.

Моделирование воздействия на Эль‑Ниньо

Далее учёные сосредоточились на двух самых мощных за последние десятилетия событиях Эль‑Ниньо — в 1997–1998 и 2015–2016 годах. В экспериментах применялось более интенсивное воздействие: концентрацию капель в облаках повышали до 500 частиц на кубический сантиметр в юго‑восточной части Тихого океана. Этот регион был выбран из‑за его высокой чувствительности к осветлению и доказанной связи с формированием условий, характерных для Ла‑Ниньи.

Было протестировано несколько стратегий, различающихся по времени начала и продолжительности вмешательства. Исследователи рассмотрели сценарии от «раннего действия» (начало в июне) до «последнего часа» (начало в декабре, непосредственно перед пиком явления), а также вариант «полного усилия» — наиболее длительного и раннего вмешательства.

Результаты и зависимость от времени

Выяснилось, что вмешательство, начатое в июне и продолжавшееся до февраля, позволяет практически полностью нейтрализовать условия Эль‑Ниньо к пику явления в декабре–феврале. В этом случае температура поверхности моря в ключевом регионе Нино 3.4 снижалась на 1,88 градуса по Цельсию, а в районе самого осветления — на 1,67 градуса. В то же время краткосрочное воздействие только в зимние месяцы давало гораздо более скромный эффект — охлаждение на 0,31 и 0,52 градуса соответственно.

Ключевым фактором успеха является вмешательство в фазу роста Эль‑Ниньо (с июня по август), которое нарушает положительные обратные связи Бьеркнеса, обычно усиливающие явление. Эти связи включают ослабление пассатов и изменение наклона термоклина, что приводит к нагреву поверхности океана в восточной части Тихого океана.

«Раннее и продолжительное осветление облаков в фазе роста Эль‑Ниньо наиболее эффективно, поскольку оно разрушает нелинейные обратные связи Бьеркнеса. Однако после прекращения вмешательства эти эффекты ослабевают», — отмечают авторы исследования.

Побочные эффекты и риски

Помимо ослабления Эль‑Ниньо, моделирование выявило ряд нежелательных последствий. Наиболее значимым из них является вероятность более раннего наступления Ла‑Ниньи с потенциально усиленной интенсивностью. В частности, долгосрочные стратегии приводили к отрицательным аномалиям температуры в регионе Нино 3.4 уже в следующем сезоне, что указывает на сдвиг в циклах океанической изменчивости.

Кроме того, были зафиксированы региональные климатические изменения, не характерные для Эль‑Ниньо. Например, в сценарии 2015–2016 годов полное вмешательство вызвало значительное потепление над Европой и Азией, в то время как в стандартных условиях Эль‑Ниньо эти регионы не испытывали существенных температурных изменений. Также наблюдалось возбуждение других мод изменчивости, таких как Южно‑Тихоокеанский и Северо‑Тихоокеанский меридиональные режимы, что может привести к непредвиденным последствиям.

Эффективность вмешательства также оказалась зависимой от типа события. Для восточно‑тихоокеанского Эль‑Ниньо 1997–1998 года ослабление было менее выраженным, чем для центрально‑тихоокеанского события 2015–2016 года. Это связано с различиями в фоновых облачных условиях — в первом случае облачность у побережья Южной Америки была значительно ниже, что снижало восприимчивость региона к осветлению.

Региональные последствия

Анализ влияния на отдельные регионы показал, что своевременное вмешательство способно уменьшить многие негативные эффекты Эль‑Ниньо — например, аномальное потепление и засухи в одних частях света и похолодание с избыточными осадками — в других. Однако вмешательство не всегда идеально компенсирует природные изменения: в ряде случаев усиливалось локальное охлаждение или засуха, что подчёркивает этические риски таких технологий.

По оценкам исследователей, для достижения концентрации капель в 500 частиц на кубический сантиметр в заданном регионе площадью около 7 % всей поверхности мирового океана потребовалось бы задействовать примерно 2400 судов с распылителями — это около 2 % от общего мирового торгового флота. Эти цифры приведены как ориентир для понимания масштаба возможного вмешательства.

Ограничения и перспективы

Авторы подчёркивают, что представленная работа носит характер доказательства концепции и имеет ряд ограничений. Использование только одной климатической модели (CESM2) не позволяет говорить об универсальности результатов, так как разные модели по‑разному реагируют на аэрозольные воздействия. Кроме того, краткосрочный горизонт моделирования (2 года) не даёт возможности оценить долгосрочные последствия для климатической системы в целом.

Климатологи призывают к дальнейшим исследованиям с привлечением других моделей и более длительных сценариев, а также к тщательному анализу взаимодействия с другими модами изменчивости. Особое внимание предлагается уделить событиям средней силы, которые менее предсказуемы и могут дать нестандартные реакции на вмешательство.

В заключение исследователи отмечают, что их работа открывает новое направление в изучении геоинженерии, где целью управления становится не только глобальное охлаждение, но и смягчение конкретных климатических явлений. Такой подход потенциально может потребовать менее длительных вмешательств и нести меньше социально‑технических рисков, чем непрерывные программы, однако перед любым реальным применением необходим комплексный анализ возможных последствий.

Источник: ecoportal.su