Тайна облаков и их влияние на погоду: что говорят нам снимки, сделанные за 30 лет

МАДРИД - Облака - одна из загадок земного климата, бесплотные структуры, содержащие сотни и даже тысячи тонн воды в виде взвешенных капель, плывущих в атмосфере, словно во сне. Они играют двойную роль: с одной стороны, они отражают солнечную энергию обратно в ледниковое пространство (низкие облака), что охлаждает атмосферу, но с другой - задерживают энергию земли (высокие облака), что ее согревает. На местном уровне побеждает один эффект или другой, зависит от их изменчивой природы: размера, расположения, количества содержащейся в них воды... Например, в шторме легко спрятать миллион тонн сердитой воды. «На данный момент, учитывая все облака на планете, научные данные говорят, что побеждает охлаждение, и поверхность Земли холоднее с облаками, чем без них, но их влияние на климат очень сложно и вносит много неопределенности в модели климата и прогнозирования. Более того, как облака влияют на климат, так и изменения климата влияют на облака, и далеко не ясно, как эта взаимосвязь будет развиваться в условиях потепления Земли. «В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Climate Dynamics, ученые из Института космических исследований Годдарда НАСА и Стокгольмского университета проанализировали более 30 лет снимков облаков, сделанных метеорологическими спутниками НАСА (Terra, Aqua, Calipso и др.). В нем они утверждают, что обнаружили сужение одной из самых постоянных облачных полос Земли: белого слоя, который окружает экватор, словно объятия. По мнению климатологов, это исчезновение, которое они оценивают в 1,5 процента в десятилетие, позволяет большему количеству солнечного света проникать в атмосферу, отражая меньшее его количество, что приводит к дальнейшему нагреванию атмосферы, разжигая спираль глобального потепления. Исследователи также обнаружили другие изменения в структуре облаков, например, смещение из средних широт к полюсам: «Исчезновение облаков может иметь дальнейшие последствия, а также сделать небо печальным зрелищем для художников и поэтов». Приборы космических агентств уже несколько десятилетий обнаруживают еще одну загадку - дисбаланс между солнечной энергией, которую получает Земля, и энергией, которую она излучает. Во многом это связано с человеческой рукой, выбросами парниковых газов и потерей огромных масс отражающего льда, например в Арктике, что означает, что больше энергии достигает поверхности Земли, но остальное остается неясным. Исследователи задаются вопросом, не является ли исчезновение облаков недостающим фактором, что согласуется с другими исследованиями, такими как опубликованное в журнале Surveys in Geophysics несколько месяцев назад исследование климатологов из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли. «В небе есть нечто большее, чем капельки воды. Аэрозоли - это частицы, плавающие в атмосфере: пыль, выдуваемая ветрами из пустынь, светящийся пепел от пожаров, подобных тем, что поглотили Калифорнию, выбросы вулканов, пыльца, выбросы транспорта и сельского хозяйства... «Аэрозоли позволяют облакам формироваться, но они также отражают и задерживают энергию, поэтому оба эти явления влияют друг на друга», - объясняет Кармен Кордоба Хабонеро, исследователь из отдела атмосферных исследований и приборов Национального института аэрокосмических технологий (INTA). Для изучения турбулентной сложности трио «облака-аэрозоли-излучение», влияющего на климат, Европейское космическое агентство (ЕКА) и японская компания Jacsa запустили в мае спутник EarthCARE, который в настоящее время находится на орбите в 400 км над поверхностью Земли. «EarthCARE» означает Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer. На его борту установлено четыре прибора: атмосферный лидар, измеряющий высотное положение облаков и аэрозолей; радар для определения профиля облаков, позволяющий видеть их внутреннюю поверхность; камеры для получения высокодетальных многоспектральных изображений в различных диапазонах длин волн; широкополосный радиометр, измеряющий солнечную радиацию из космоса и инфракрасное излучение Земли. Кордоба Хабонеро - одна из тех, кто отвечает за этап наземной проверки и калибровки этих приборов, который сейчас проходит миссия. Она также руководит проектом Clavel, который только что был одобрен Государственным агентством по исследованиям. Clavel основан на измерении облаков и их взаимодействия с двумя типами аэрозолей: пустынной пылью и морским аэрозолем. В проекте также участвуют исследователи из Университета Эворы в Португалии, которые поддерживают связь с Азорскими островами, и ученые с острова Реюньон. «Эль-Ареносильо в Уэльве, где находится станция INTA по исследованию атмосферы, и Эвора - это районы, на которые влияет перенос сахарской пыли, а Азорские острова и остров Реюньон - это морская среда. Clave основан на изучении этих двух сред в разных местах», - объясняет исследователь, добавляя, что »все эти исследования, как аэрозолей, так и облаков, были применены в других планетарных проектах, например, в приборах на Марсе, также предназначенных для изучения пыли, или ледяных облаков. Наши земные результаты могут быть экстраполированы на другие среды. Нам всегда не хватает финансирования, но мы делаем более или менее то, что можем, используя имеющиеся ресурсы». Хосе Луис Санчес, исследователь физики атмосферы в Университете Леона, участвовал в нескольких штормовых полетах с 1997 года и проанализировал более 180 000 градин. По его словам, он заинтересовался облаками, когда в детстве жил в Сеговии. Я был очарован тем, как могло случиться, что летом, когда в некоторые дни бывает очень жарко, с неба падал лед, и, более того, это могло произвести такой сильный шум, как гром». Санчес ожидает финансирования проекта INTA по испытанию системы защиты от обледенения на беспилотниках, в рамках которого он будет использовать модели наблюдения и прогнозирования климата. «Существует тип облачных капель, которые находятся в жидкой фазе, хотя и при очень низких температурах. Когда эти капли попадают на самолет или беспилотник, они могут замерзнуть и создать огромную ледяную массу: за минуту они могут образовать один сантиметр льда. Это очень опасно, потому что это зимние облака, очень распространенные облака, которые возникают, когда приходят зимние холодные фронты», - объясняет он. Эти капли появляются в виде очень маленьких, эфемерных карманов диаметром в несколько километров, которые быстро появляются и исчезают. «Если у вас нет разумного прогноза, - говорит Санчес, - они могут вызвать проблемы». Обледенение - один из самых важных метеорологических рисков в авиации. Коммерческие самолеты оснащены системами отопления, но не беспилотники, у которых есть проблема низкой энергетической автономности. Если поставить систему обогрева, то время полета значительно сократится». В Центральной Европе они также обнаружили увеличение количества градовых штормов. «By Eugenia Angulo»©EL PAIS, SL»