Учёные обнаружили опасную петлю обратной связи, ускоряющую потепление в Арктике

Новое исследование учёных из Университета штата Пенсильвания детально показывает, как химические реакции в атмосфере Арктики формируют опасную петлю обратной связи, ускоряющую потерю морского льда и потепление в регионе.

На снимке, сделанном с борта самолёта King Air, видна открытая трещина во льду (лид) и образующийся над ней «морской дымок». Это явление возникает, когда холодный арктический воздух проходит над относительно тёплой открытой водой. Фото: исследовательская группа CHACHA.

В ходе двухмесячной полевой кампании CHACHA (Chemistry in the Arctic: Clouds, Halogens, and Aerosols) учёные использовали два специально оборудованных самолёта и наземные приборы. Они изучали атмосферную химию в морях Бофорта и Чукотском, а также над крупнейшим в Северной Америке нефтяным месторождением Прадхо-Бей на Аляске.

Исследователи выявили три ключевых процесса. Во-первых, трещины во льду (лиды) сильно влияют на химию атмосферы и формирование облаков. Поднимающиеся от них потоки воздуха переносят аэрозоли, водяной пар и потенциально вредные химические вещества на сотни метров вверх, что усиливает потепление.

«Этот полевой проект — беспрецедентная возможность изучить химические изменения в приземном слое атмосферы и понять, как человеческое влияние меняет климат в этом важном регионе», — сказал профессор метеорологии Хосе Д. Фуэнтес, ведущий автор исследования.

Во-вторых, вдоль арктического побережья химические вещества в солёных снегах взаимодействуют с выбросами нефтяных месторождений. Учёные наблюдали образование брома, который быстро уничтожает озон в приземном слое, позволяя большему количеству солнечного света достигать поверхности. Это, в свою очередь, нагревает снег, высвобождая ещё больше брома, — так возникает вторая петля обратной связи.

В-третьих, над нефтяными полями Прадхо-Бей в нижних слоях атмосферы образуется смог. Концентрации диоксида азота там достигали 60-70 частей на миллиард, что сопоставимо с уровнем загрязнения в крупных городах, таких как Лос-Анджелес.

Следующий этап исследований будет сосредоточен на создании детальных наборов данных для климатических моделей, чтобы лучше понять, как эти локальные арктические процессы могут повлиять на глобальные климатические модели в будущем.