Температура в Арктике растет в два раза быстрее, чем в остальной части земного шара, в то время как Антарктика нагревается гораздо медленнее. Новое исследование, опубликованное в Earth System Dynamics, журнале Европейского союза наук о Земле, показывает, что высота суши может стать решающим фактором, когда речь идет об объяснении того, почему температуры растут с такой разной скоростью в этих двух регионах.
Климатические модели и исследования климата в прошлом показывают, что по мере того, как Земля нагревается в ответ на увеличение содержания парниковых газов в атмосфере, температура на полюсах повышается быстрее, чем в других частях планеты. Это известно как полярное усиление. Но это усиленное потепление неодинаково на обоих полюсах.
"В среднем потепление для всего антарктического континента до сих пор было намного медленнее, чем потепление в Арктике. Более того, климатические модели предполагают, что к концу этого века Антарктида будет нагреваться меньше по сравнению с Арктикой", - говорит Марк Зальцманн, научный сотрудник Института метеорологии Лейпцигского университета в Германии.
Возможной причиной ускоренного потепления в Арктике является таяние морского льда в регионе, что уменьшает ледяную, яркую область, которая может отражать солнечный свет обратно в космос, в результате чего больше солнечной радиации поглощается темными арктическими водами.. Ученые считают, что это важный вклад в потепление в регионе, но не единственный.
Изменения в переносе тепла земной атмосферой и океанами к полюсам также были предложены в качестве возможного фактора резкого повышения температуры в Арктике. Кроме того, низкие температуры и то, как воздух смешивается близко к поверхности на полюсах, означают, что поверхность должна нагреваться больше, чтобы излучать дополнительное тепло обратно в космос. Эти эффекты могут привести к более сильному потеплению не только на севере нашей планеты, но и в южной полярной области.
«Я задавался вопросом, почему некоторые из причин, объясняющих потепление в Арктике, еще не вызвали сильного усиления потепления во всей Антарктиде», - говорит Зальцманн, автор исследования «Динамика системы Земли». Должны быть другие факторы.
«Я подумал, что высота суши может изменить правила игры и объяснить, почему Арктика до сих пор нагревалась быстрее, чем Антарктида», - говорит он.
При средней высоте над уровнем моря около 2500 м Антарктида является самым высоким континентом на Земле, во многом из-за толстого слоя льда, покрывающего коренные породы. На континенте также есть высокие горы, такие как гора Винсон, которая возвышается почти на 4 900 м над уровнем моря.
Чтобы проверить свою идею, Зальцманн использовал компьютерную модель земной системы, чтобы выяснить, как климат отреагирует на удвоение концентрации углекислого газа в атмосфере. Он также провел тот же эксперимент в мире плоской Антарктиды, где он искусственно уменьшил высоту суши над всем южным континентом до одного метра, значения, аналогичного высоте поверхности в Арктике. Это позволило ему сравнить, насколько по-разному Земля отреагирует на увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере, если предположить, что Антарктида плоская.
Эксперименты показали, что при уменьшении высоты суши Антарктиды температуры в регионе сильнее реагируют на повышение концентрации парниковых газов над континентом. Это способствует увеличению антарктического потепления, что уменьшает разницу в полярном усилении между Арктикой и Антарктикой.
Наиболее важным фактором, однако, было изменение способа переноса тепла в атмосфере от экватора к полюсам в плоском мире Антарктиды по сравнению с эталонной моделью.«Если предположить, что плоская Антарктида допускает перенос большего количества теплого воздуха из более низких широт», - объясняет Зальцманн. «Это согласуется с существующим мнением, что когда высота льда снижается, он становится более склонным к таянию», - объясняет Зальцманн..
В долгосрочной перспективе это может способствовать ускорению потепления Антарктики в реальном мире. По мере того, как регион нагревается из-за увеличения выбросов парниковых газов, лед тает, уменьшая высоту Антарктиды на протяжении столетий или тысяч лет. Это, в свою очередь, будет способствовать еще большему потеплению.