На больших участках поверхности Земли наблюдается повышение максимальных температур, что влияет практически на каждую экосистему на планете, включая ледяные щиты и тропические леса, которые играют важную роль в регулировании биосферы, сообщают ученые.
Анализ записей со спутника НАСА «Аква» в период с 2003 по 2014 год показывает, что всплески максимальной температуры поверхности происходили в тропических лесах Африки и Южной Америки, а также на большей части территории Европы и Азии в 2010 году и в Гренландии в 2012 году. экстремально высокие температуры совпали с потрясениями, от которых пострадали миллионы людей: сильные засухи в тропиках и волны тепла на большей части северного полушария. Экстремальные максимальные температуры также были связаны с повсеместным таянием ледяного щита Гренландии.
Ученые обнаружили, что спутниковая запись максимальных температур поверхности земли представляет собой чувствительный глобальный термометр, который связывает массовые сдвиги максимальных температур с изменением экосистемы и благополучием человека.
Таковы выводы, опубликованные в Журнале прикладной метеорологии и климатологии группой ученых из Университета штата Орегон, Университета Мэриленда, Университета Монтаны и Тихоокеанской северо-западной исследовательской станции Лесной службы США.
Температура поверхности земли измеряет тепло, излучаемое землей и растительностью. В то время как метеостанции обычно измеряют температуру воздуха непосредственно над поверхностью, спутники регистрируют тепловую энергию, излучаемую почвой, камнем, тротуаром, травой, деревьями и другими элементами ландшафта. Например, над лесами спутник измеряет температуру листьев и ветвей кроны деревьев.
«Представьте разницу между температурой песка и воздуха на пляже в жаркий летний день», - сказал Дэвид Милдрекслер, ведущий автор, получивший докторскую степень. из Колледжа лесного хозяйства в штате Орегон в июне прошлого года. «Воздух может быть теплым, но если вы идете босиком по песку, обжигающая температура поверхности обжигает ваши ноги. Это то, что измеряют спутники».
Исследователи изучили годовые максимальные температуры поверхности земли, усредненные за 8-дневные периоды в течение года, для каждого пикселя площадью 1 квадратный километр (247 акров) на Земле. НАСА собирает данные о температуре поверхности с помощью прибора, известного как MODIS (спектрорадиометр среднего разрешения) на двух спутниках (Aqua и Terra), которые каждый день вращаются вокруг Земли с севера на юг. Милдрекслер и его команда сосредоточились на годовом максимуме за каждый год, зафиксированном спутником Aqua, который пересекает экватор ранним днем, когда температура приближается к своему дневному пику. Aqua начала регистрировать данные о температуре летом 2002 года.
«Каждый, кто следит за погодой, знает, что температура Земли имеет невероятную изменчивость», - сказал Милдрекслер. Но во всем мире и с течением времени профиль высоких температур на планете имеет тенденцию быть довольно стабильным из года в год. На самом деле, сказал он, Земля имеет профиль максимальной температуры, который уникален, поскольку на него сильно влияет наличие жизни, а также общая частота и распределение мировых биомов. Именно открытие последовательного годового профиля позволило исследователям перейти от предыдущего анализа, в котором они определили самые горячие точки на Земле, к разработке нового индикатора глобальных изменений, который использует максимальные значения всей планеты. температура поверхности земли.
В своем анализе ученые нанесли на карту основные изменения 8-дневной максимальной температуры поверхности земли в течение года и изучили способность таких изменений обнаруживать волны тепла и засухи, таяние ледяных щитов и нарушение тропических лесов. В каждом случае были обнаружены значительные отклонения температуры в те годы, когда имели место возмущения. Например, волны тепла были особенно сильными, засухи были обширными в тропических лесах, а таяние ледяного щита Гренландии ускорилось в связи со сдвигом 8-дневной максимальной температуры..
В 2010 году, например, на одной пятой территории земного шара наблюдались экстремальные аномалии максимальной температуры, которые совпали с волнами тепла и засухой в Канаде, США, Северной Европе, России, Казахстане, Монголии и Китае и беспрецедентным засухи в тропических лесах. Эти события сопровождались снижением продуктивности экосистем, пишут исследователи, в дополнение к лесным пожарам, загрязнению воздуха и сельскохозяйственным потерям.
«Максимальный профиль температуры поверхности является фундаментальной характеристикой земной системы, и эти температуры могут многое рассказать нам об изменениях на земном шаре», - сказал Милдрекслер. «Ясно, что массовые сдвиги, которые мы наблюдаем в этих максимальных температурах, коррелируют с серьезными изменениями в биосфере. Поскольку глобальные температуры, по прогнозам, будут продолжать повышаться, отслеживание изменений максимальных температурных режимов и последствий для экосистем Земли каждый год во всем мире потенциально может стать важным новым средством мониторинга биосферных изменений».
Исследователи сосредоточились на спутниковых записях поверхности суши при дневном свете. НАСА также производит спутниковые записи температуры океанов и ночных частей земного шара.
Исследование проводилось при поддержке Тихоокеанской северо-западной исследовательской станции Лесной службы США и Университета штата Орегон.