Пока температура на поверхности Земли неуклонно растёт из-за климатических изменений, в высоких слоях атмосферы происходят противоположные процессы. Учёные фиксируют аномальное охлаждение там, где воздух разрежен, и теперь поняли природу этого явления.
В новом исследовании учёные из Колумбийского университета описали механику процесса. Молекулы углекислого газа в стратосфере поглощают инфракрасную энергию снизу и излучают её в космос. С ростом концентрации CO₂ стратосфера излучает тепло эффективнее, что приводит к её охлаждению.
Почему эффект разный на разных высотах
В нижних слоях атмосферы CO₂ задерживает тепло. В стратосфере, на высоте от 11 до 50 километров, газ действует как радиатор. С середины 1980-х годов стратосфера охладилась примерно на 2 градуса Цельсия — в десять раз сильнее, чем без антропогенных выбросов. Каждое удвоение концентрации CO₂ снижает температуру в верхних слоях стратосферы на 8 градусов Цельсия. Охлаждение усиливается с высотой. Более холодная стратосфера излучает меньше инфракрасной энергии в космос, что усиливает парниковый эффект внизу примерно на 50 процентов.
Исследователи установили, что центральную роль играет взаимодействие молекул CO₂ с длинными волнами инфракрасного света. Озон и водяной пар имеют значительно меньшее влияние. Профессор Роберт Пинкус отметил: «Это объясняет явление, которое является отпечатком климатических изменений, о котором известно уже десятилетиями, но которое не было понятным». Постдоктор Шон Коэн добавил: «Именно эти изменения в эффективности в конечном итоге движут охлаждением стратосферы».
Влияние на погоду и циркуляцию
Охлаждение изменяет поведение реактивных потоков. Они становятся медленнее и волнистее, что приводит к длительным волнам жары, засух, ливней и наводнений. Стратосфера также постепенно сжимается. Полученные результаты помогут лучше понять атмосферу других планет.
