Учёные-климатологи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (Harvard School of Engineering and Applied Sciences — SEAS) обнаружили, что в конце 20-го века загрязняющие частицы образовали «тёплые дыры» над всей восточной частью Соединённых Штатов Америки — то есть, холодные участки, которые не были задеты последствиями глобального потепления, сообщает «WordScience.org».
В то время, как парниковые газы, такие как диоксид углерода (углекислый газ) и метан, находятся на поверхности Земли, крошечные частицы в воздухе могут иметь обратный эффект на региональном уровне.
«Мы смогли показать, что загрязняющие частицы в восточной части Соединённых Штатов «задержали» потепление, которое мы ожидаем увидеть из-за увеличения выбросов парниковых газов», — говорит ведущий автор исследования Эрик Лейбенсперджер, аспирант по прикладной физике, доктор философии, завершивший работу.
«Ради защиты здоровья человека и сокращения кислотных дождей мы сократили выбросы, которые приводят к загрязнению», — добавляет он, «но эти сокращения стали причиной потепления в данном регионе». Результаты, опубликованные в журнале «Атмосферная химия и физика» (Atmospheric Chemistry and Physics), представляют более полную картину процессов, которые влияют на региональные изменения климата. Эта работа также несёт в себе серьёзные последствия, касающиеся будущего климата в промышленно-развитых странах, таких как Китай, которые ещё не реализовали свои нормативы для повышения качества воздуха, как это сделали Соединённые Штаты.
Пока Соединённые Штаты не приняли Закон о чистом воздухе в 1970-ом году и не укрепили его в 1990-ом, загрязняющие микрочастицы грудой висели над Центральным и Восточным штатами. Большинство этих частиц в атмосфере были созданы из сульфатов, изначально появившихся в виде выбросов серы из электростанций, работающих на угле. По сравнению с парниковыми газами, загрязняющие микрочастицы имеют очень короткую жизнь (приблизительно 1 неделя), поэтому их распределение по Земле является неравномерным.
«Основным двигателем «тёплых дыр» и аэрозольного загрязнения являются микрочастицы», — говорит Лейбенсперджер. «Основная их задача — это отражение солнечного света, вследствие чего на поверхности мы наблюдаем охлаждающий эффект».
Этот эффект был известен в течение некоторого времени. Но новый анализ показал, что сильное влияние посредством загрязнения микрочастицами может иметь последствия и на региональный климат.
Исследователи обнаружили, что взаимодействие между облаками и частицами усиливает охлаждение. Анализ исследователей основан на комбинации двух сложных моделей Земных систем. Данные о загрязнении происходит от модели «GEOS-Chem», которая впервые была разработана в Гарварде, а с течением времени после череды обновлений стала международным стандартом для моделирования загрязнений. Климатические данные исходят из модели общей циркуляции, разработанные в Институте космических исследований имени Годдарда.
С начала20-говека средняя глобальная температура повысилась примерно на 0,8 градуса по Цельсию. Однако же, в США в период с 1930-го по 1990-ый года температура «тёплых дыр» снизилась аж на 1 градус Цельсия. В Соединённых Штатах загрязняющие частицы достигли своего пика ещё в 1980-ом году и с тех пор сократились примерно наполовину. К 2010-му году средний охлаждающий эффект на Востоке снизился до 0,3 градусов по Цельсию.
«Большая доля сульфатов уже удалена, теперь мы должны наладить дальнейший контроль над выбросами серы», говорит ведущий исследователь Дэниел Джейкоб, профессор «Atmospheric Chemistry» и «Environmental Engineering at SEAS».
Джейкоб, также является профессором на факультете земельных и планетарных наук в Гарвардском университете и сотрудником центра Гарвардского университета по охране окружающей среды.
Кроме подтверждения, что загрязняющие частицы играют большую роль в воздействии на региональный климат США, исследователи также подчеркнули важность учёта климатического воздействия твёрдых частиц на качество воздуха.
«Что-то подобное может произойти и в Китае, который только начинает ужесточать свои стандарты по загрязнению», — говорит со-автор Лоретта Дж. Микли, старший научный сотрудник в области атмосферной химии. «Китай может увидеть значительные изменения климата.
Сульфаты являются вредными для здоровья человека веществами, которые могут вызвать кислотные дожди, наносящие вред экосистемам.
«Никто не говорит, что мы должны прекратить все работы по улучшению качества воздуха, главное — понять последствия, которые могут произойти, а также то, что очистка воздуха может привести к региональному потеплению», — заявил Микли.
Данная работа была выполнена при поддержке «Electric Power Research Institute» (EPRI) и «U.S. Environmental Protection Agency» (EPA). Также хотелось бы отметить, что ни «EPRI», ни «EPA» официально не подтвердили данные результаты.