По мере того, как атмосфера нагревается, облака все больше состоят из жидкости, а не льда, что делает их ярче. Поскольку жидкие облака отражают в космос больше солнечного света, чем ледяные облака, эта «обратная связь по фазе облаков» действует как тормоз глобального потепления в климатических моделях.Но облака большинства моделей содержат слишком много льда, который может стать жидким при нагревании, что делает их стабилизирующую обратную связь фазы облака нереально сильной.
Используя современную климатическую модель, исследователи изменили параметры, чтобы привести относительное количество жидкости и льда в облаках в соответствие с облаками, наблюдаемыми в природе. Исправление смещения привело к более слабой обратной связи по фазе облаков и большему потеплению в ответ на углекислый газ.«Мы обнаружили, что чувствительность климата увеличилась с 4 градусов Цельсия в модели по умолчанию до 5-5,3 градусов Цельсия в версиях, которые были модифицированы, чтобы привести количество жидкости и льда в более точное соответствие с данными наблюдений», — сказала исследователь Йельского университета Айви Тан, ведущий автор исследования. бумага.Под чувствительностью климата понимается изменение средней глобальной приземной температуры из-за удвоения содержания углекислого газа.
Климатические модели предсказывают потепление на 2,1–4,7 ° C (3,75–8,5 ° F) в ответ на удвоение концентрации углекислого газа.«Мы наблюдали систематическое ослабление обратной связи по фазе облаков и повышение чувствительности климата по мере перехода от версий моделей, которые легко превращают жидкость в лед при температуре ниже точки замерзания, к версиям моделей, которые могут поддерживать жидкость до более низких температур, как это наблюдается в природе», — пояснил Тан. .В природе облака, содержащие как ледяные кристаллы, так и жидкие капли, обычны при температурах значительно ниже нуля. По мере того, как атмосфера нагревается из-за выбросов углекислого газа, относительное количество жидкости в этих так называемых облаках со смешанной фазой будет увеличиваться.
Поскольку жидкие облака, как правило, отражают в космос больше солнечного света, чем ледяные облака, эта фазовая обратная связь снижает глобальное потепление. Чем холоднее облака вначале, тем больше жидкости получается по мере того, как планета нагревается; эта стабилизирующая обратная связь сильнее в моделях, содержащих меньше жидкости по сравнению со льдом при температурах ниже точки замерзания.«Большинство климатических моделей слишком стремятся к обледенению ниже точки замерзания, поэтому они, вероятно, преувеличивают увеличение отражательной способности облаков по мере того, как атмосфера нагревается», — сказал соавтор LLNL Марк Зелинка. «Это означает, что они могут систематически недооценивать, сколько потепления произойдет в ответ на углекислый газ».Эти результаты добавляют к растущему количеству доказательств того, что стабилизирующая обратная связь облаков в средних и высоких широтах в климатических моделях переоценивается.
Более того, несколько недавних исследований пришли к выводу, что другие важные обратные связи облаков также могут усугубить потепление, а не ослабить его. К ним относятся усиление обратной связи от увеличения высоты верхней границы облаков и от уменьшения покрытия низких субтропических облаков.
«Накапливаются доказательства против общей стабилизирующей обратной связи облака», — заключила Зелинка. «Облака, кажется, не хотят делать нам никаких одолжений, когда дело доходит до ограничения глобального потепления».