Войти
Температурный тренд NASA GISS 2000–2009 гг., Демонстрирующий сильное арктическое усиление. Полярное усиление - это явление, при котором любое изменение в чистом радиационном балансе (например, интенсификация парниковых газов) имеет тенденцию вызывать большее изменение температуры вблизи полюсов, чем в среднем по планете. На планете с атмосферой, которая может ограничивать излучение длинноволнового излучения в космос (парниковый эффект ), температура поверхности будет выше, чем можно было бы предсказать с помощью простого расчета планетарной равновесной температуры. Там, где атмосфера или обширный океан способны переносить тепло к полюсу, на полюсах будет теплее, а в экваториальных регионах - холоднее, чем можно было бы предсказать по их локальному чистому балансу радиации.
В крайнем случае, планета Венера, как полагают, испытали очень большое увеличение парникового эффекта за время своего существования, настолько, что его полюса прогрелись достаточно, чтобы эффективно передать температуру его поверхности изотермической (нет разницы между полюсами и экватором). На Земле водяной пар и следовые газы обеспечивают меньший парниковый эффект, а атмосфера и обширные океаны обеспечивают эффективный перенос тепла к полюсам. Как изменения палеоклимата, так и недавние изменения глобального потепления продемонстрировали сильное полярное усиление, как описано ниже.
Арктическое усиление - это полярное усиление только Северного полюса Земли ; Антарктическое усиление - это усиление Южного полюса.
Было опубликовано исследование, основанное на наблюдениях, связанное с усилением в Арктике В 1969 г. Михаил Будыко выводы исследования были резюмированы следующим образом: «Утрата морского льда влияет на температуру в Арктике через обратную связь по альбедо поверхности». В том же году аналогичная модель была опубликована Уильямом Д. Селлерсом. Оба исследования привлекли значительное внимание, поскольку намекали на возможность безудержной положительной обратной связи в глобальной климатической системе. В 1975 году Манабе и Ветхеральд опубликовали первую в некоторой степени правдоподобную модель общей циркуляции, в которой рассматривались эффекты увеличения выбросов парниковых газов. Хотя он ограничен менее чем одной третью земного шара, с «болотным» океаном и только поверхностью суши в высоких широтах, он показал потепление в Арктике быстрее, чем в тропиках (как и все последующие модели).
Обратная связь, связанная с морским льдом и снежным покровом, широко упоминается как основная причина недавнего усиления полярной полярности на Земле. Однако усиление наблюдается и в модельных мирах без льда и снега. Похоже, что это происходит как из-за (возможно, кратковременного) усиления переноса тепла к полюсам, так и, в большей степени, из-за изменений в локальном чистом радиационном балансе (общее уменьшение внешнего излучения приведет к большему относительному увеличению чистого излучения вблизи полюсов, чем вблизи экватора.
Некоторые примеры обратной связи климатической системы, которая, как считается, способствовала недавнему усилению полярных колебаний, включают уменьшение снежного покрова и морского льда, изменения в атмосферной и океанской циркуляции, присутствие антропогенной сажи в окружающей среде Арктики и увеличение облачности и водяного пара. Большинство исследований связывают изменения морского льда с полярным усилением. Некоторые модели современного климата демонстрируют усиление Арктики без изменений снежного и ледяного покрова. Отдельные процессы, способствующие полярному потеплению, имеют решающее значение для понимания чувствительности климата.
Было подсчитано, что 70% мировой энергии ветра передается океану и происходит в пределах Антарктическое циркумполярное течение (ACC). В конце концов, апвеллинг из-за воздействия ветра переносит холодные антарктические воды через атлантическое поверхностное течение, нагревая их над экватором в арктическую среду. Таким образом, потепление в Арктике зависит от эффективности глобального океанического переноса и играет роль в полярном эффекте качелей.
Пониженное содержание кислорода и низкий pH во время Ла-Нинья - это процессы которые коррелируют со снижением первичной продукции и более выраженным направленным к полюсу течением океанских течений. Было высказано предположение, что механизм повышенных аномалий температуры приземного воздуха в Арктике во время периодов Ла-Нинья ENSO может быть отнесен к механизму тропически возбужденного арктического потепления (TEAM), когда волны Россби распространяются более к полюсу, что приводит к возникновению волн динамики и увеличения нисходящего инфракрасного излучения.
Полярное усиление количественно выражается с помощью полярного коэффициента усиления, обычно определяемого как отношение некоторого изменения полярная температура соответствует соответствующему изменению более широкой средней температуры:
,. где 
Обычные реализации определяют изменения температуры непосредственно как аномалии в температуре приземного воздуха относительно недавнего эталонного интервала (обычно 30 лет). Другие использовали соотношение вариаций температуры приземного воздуха в течение длительного интервала.
Температурные тренды в Западной Антарктиде (слева) значительно превысили глобальное среднее значение; Восточная Антарктида меньше Наблюдается, что потепление в Арктике и Антарктике обычно идет не в фазе из-за орбитального воздействия, что приводит к так называемым полярным качелям. эффект.
Ледниковые / межледниковые циклы плейстоцена предоставляют обширные палеоклиматические свидетельства полярного усиления, как из Арктики, так и из Антарктики. В частности, повышение температуры после последнего ледникового максимума 20 000 лет назад дает ясную картину. Промежуточные записи температуры из Арктики (Гренландия ) и из Антарктики показывают полярные коэффициенты усиления порядка 2,0.
Темная поверхность океана отражает только 6 процентов поступающая солнечная радиация, вместо этого, морской лед отражает от 50 до 70 процентов. Предлагаемые механизмы, приводящие к наблюдаемому усилению арктического льда, включают уменьшение арктического морского льда (открытая вода отражает меньше солнечного света, чем морской лед) и перенос тепла атмосферой от экватора до Арктики.
Дженнифер Фрэнсис сказала Scientific American в 2017 году: «Гораздо больше водяного пара переносится на север из-за больших колебаний в струйном потоке. Это важно, потому что водяной пар - это парниковый газ, такой же, как углекислый газ и метан. Он улавливает тепло в атмосфере. Этот пар также конденсируется в виде капель, которые мы называем облаками, которые сами удерживают больше тепла. Пар - большая часть истории усиления - большая причина Арктика нагревается быстрее, чем ere else. "
Исследования связывают быстрое повышение температуры в Арктике и, следовательно, исчезающую криосферу, с экстремальной погодой в средних широтах. В частности, одна из гипотез связывает усиление полярности с экстремальной погодой за счет изменения полярного струйного течения. Однако в исследовании 2013 года было отмечено, что экстремальные явления, в частности связанные с сокращением морского льда и снежного покрова, еще не наблюдались достаточно долго, чтобы отличить естественную изменчивость климата от воздействий, связанных с недавним изменением климата.
Исследования, опубликованные в 2017 году. и 2018 выявили закономерности сваливания волн Россби в струйном потоке в северном полушарии, которые вызвали почти стационарные экстремальные погодные явления, такие как европейская волна тепла в 2018 году, европейская волна 2003 волна тепла, волна тепла в России в 2010 году, наводнение в Пакистане в 2010 году - эти события были связаны с глобальным потеплением, быстрым нагревом Арктики.
Согласно исследованию 2009 года, Атлантическое многодесятилетнее колебание (AMO) сильно коррелирует с изменениями арктической температуры, что позволяет предположить, что термохалинная циркуляция Атлантического океана связана с изменчивость температуры в Арктике в многодесятилетнем масштабе. Исследование, проведенное в 2014 году, показало, что усиление Арктики значительно снизило изменчивость температуры в холодное время года в Северном полушарии в последние десятилетия. Холодный арктический воздух сегодня быстрее проникает в более теплые нижние широты осенью и зимой, и эта тенденция, по прогнозам, сохранится и в будущем, за исключением лета, что ставит под сомнение, принесут ли зимы еще больше экстремальных холода. Согласно исследованию 2015 года, основанному на компьютерном моделировании аэрозолей в атмосфере, потепление до 0,5 градуса Цельсия, наблюдавшееся в Арктике в период с 1980 по 2005 год, связано с сокращением аэрозолей в Европе.
