Сокращение выбросов двуокиси серы в Соединенных Штатах, как ожидается, существенно увеличит количество осадков в полузасушливом Сахеле в Африке, в то же время принеся немного больше осадков в большую часть США, согласно новому исследованию, опубликованному в Journal of Geophysical Research: Atmospheres..
Фильтры загрязнения, установленные на угольных электростанциях в Соединенных Штатах, начиная с 1970-х годов, резко сократили выбросы диоксида серы, токсичного газа, который способствует кислотным дождям и преждевременной смерти от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. Если выбросы двуокиси серы в США сократятся до нуля к 2100 году, как прогнозируют некоторые исследователи, количество осадков над Сахелем может увеличиться на 10 процентов по сравнению с уровнем 2000 года, как показывают результаты компьютерного моделирования, опубликованные в исследовании..
«Сокращение выбросов в одном регионе может повлиять на количество осадков вдалеке, потому что наша глобальная атмосфера взаимосвязана», - сказал ведущий автор исследования Дэн Вестервельт, ученый-атмосферник из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. «Мы показываем, что польза политики США в отношении чистого воздуха для здоровья и окружающей среды распространяется и на глобальный климат».
Двуокись серы одновременно охлаждает и сушит климат Земли, отражая солнечный свет обратно в космос и подавляя тепловое испарение вблизи земли. Хотя предыдущие исследования связывали высокие выбросы серы в Европе и Азии с сильными засухами в Сахеле 1970-х и 1980-х годов, это исследование является первым, в котором рассматривается, как выбросы в США влияют на осадки в различных регионах мира.
Исследователи запустили три независимые глобальные климатические модели, чтобы сравнить относительное влияние сокращения антропогенных выбросов серы в Соединенных Штатах до нуля и сохранения выбросов на уровне 2000-2005 годов. В сценарии с нулевым уровнем выбросов все три модели показали небольшое увеличение среднего глобального количества осадков с более высокими уровнями в Соединенных Штатах и других регионах северного полушария. В Сахеле две модели показали, что количество осадков в сезон дождей увеличилось на 5-10 процентов, причем одна из них продлила сезон дождей на два с половиной дня.
«Мы были удивлены, обнаружив, что устранение выбросов серы только в одной стране значительно повлияет на количество осадков на другом континенте, находящемся за тысячи миль», - сказала соавтор исследования Арлин Фиоре, атмосферный ученый из Ламонт-Доэрти.
Дополнительные осадки произошли, когда пояс тропических дождей вернулся в свое нормальное, самое северное положение над экватором летом в северном полушарии, как показали модели, в соответствии с более ранними исследованиями. Дождевой пояс обычно смещается на север, когда северное полушарие нагревается летом, но когда выбросы серы высоки, более низкие температуры на севере мешают дождевому поясу мигрировать так далеко.
Исследователи обнаружили, что сокращения выбросов в США до нуля было достаточно, чтобы сдвинуть дождевой пояс примерно на 35 километров к северу, в результате чего на его пути оказалась большая часть Сахеля. «Мы не ожидали увидеть такое явное и значительное влияние на Сахель», - сказал Вестервельт. «Это северное смещение пояса тропических дождей может означать, что пахотные земли на северной окраине Сахеля могут стать более продуктивными в будущем».
Хотя две из трех моделей в целом были согласованы, они расходятся во мнениях относительно того, сколько именно дождей могут ожидать разные регионы, когда выбросы серы в США снизятся до нуля, говорит соавтор исследования Дрю Шинделл, атмосферный ученый из Университета Дьюка. «У нас есть только один реальный пример - исторические данные - на которые можно положиться, что очень затрудняет количественную связь выбросов с реакцией», - сказал он.
Влияние роста выбросов углерода является еще одним осложняющим фактором. Технология улавливания углекислого газа, в отличие от двуокиси серы, все еще далека от рентабельности. Таким образом, в то время как уровень углекислого газа продолжает расти, сокращение выбросов серы налагает климатическое «наказание» - меньшее охлаждение, вызванное деятельностью человека, чтобы компенсировать вызванное деятельностью человека потепление от углекислого газа.
Сократить SO2 с оборудованием для очистки от загрязнений на угольных электростанциях все же стоит ради здоровья населения, но еще лучше было бы отойти полностью отказаться от угольных электростанций, чтобы воспользоваться преимуществами общественного здравоохранения и смягчения последствий изменения климата», - сказал Шинделл.
Другими авторами исследования являются Эндрю Конли и Жан-Франсуа Ламарк из Национального центра атмосферных исследований; Майкл Превиди и Гас Корреа из Ламонт-Доэрти; Грег Фалувеги из Института космических исследований имени Годдарда НАСА и Колумбийского центра исследований климатических систем; и Ларри Горовиц из Лаборатории геофизической гидродинамики Принстона.