Из климатической модели CMIP5 следует, что устойчивые изменения циркуляции Хадли и глобальный рост засушливости связаны с парниковым эффектом СО2
Robust Hadley Circulation changes and increasing global dryness due to CO2 warming from CMIP5 model projections. William K. M. Lau, Kyu-Myong Kim. PNAS. 2015. Vol. 112. No 12. Р. 3630–3635.
За последние несколько десятилетий во многих тропических и субтропических регионах мира (Амазония, Австралия, юго-запад и центр США) отмечались многочисленные периоды засух, сопровождавшиеся одновременным ростом тропосферной влажности в экваториальных районах. Предполагается, что этот сопряженный климатический феномен связан с наблюдаемым усилением и смещением к полюсам так называемой циркуляции Хадли (Hadley Circulation, HC) – основной тропической меридиональной циркуляции. Однако, большинство глобальных климатических моделей, включая и те, на основании которых были составлены 4-й и 5-й доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), предсказывали, что НС будет ослабевать по мере глобального потепления климата. Поэтому не понятно, засушливые аномалии в тропиках и аномалии влажности в экваториальной зоне связаны с естественными декадными вариациями климата или с ростом концентраций CO2 в атмосфере и парниковым эффектом как следствием этого роста. Используя климатическую модель, разработанную для 5-й фазы Всемирной программы исследования климата (CMIP5), авторы попытались выяснить зависимость между изменениями НС и глобальным ростом засушливости (сокращением количества осадков и понижения влажности тропосферы) в тропиках с парниковым эффектом (разогревом углекислоты в атмосфере). Вариации интенсивности НС и ширина ячеек Хадли зависят от различных процессов. К примеру, положение границы НС со стороны полюсов определяется балансом между экстратропическими бароклинными завихрениями (синоптическими фронтальными системами) и радиационным охлаждением в субтропиках. Было обнаружено явление так называемого «тропического сжатия» (deep-tropics squeeze, DTS) циркуляции Хадли, проявившееся в углублении и сужении конвекционных ячеек, усилении восходящих потоков, росте объема высотных облаков и повышении уровня максимального меридионального оттока воздушных масс (200-100 ГПа) в верхней тропосфере тропиков. Явление DTS вызывает дивергенцию атмосферной влаги и приводит к понижению относительной влажности тропосферы в тропиках и субтропиках. Параллельно с этим происходит расширение нисходящих потоков НС, проявляющееся в более частых засушливых событиях в подверженных засухам регионах по всему миру. Из анализа климатической модели CMIP5 видно, что из всех параметров водного цикла засушливость обладает наибольшим отношением «сигнал-шум», то есть фиксируется наиболее отчетливо. Результатом работы является теоретическое обоснование того, что парниковый эффект, связанный с ростом СО2 в атмосфере, является первичной причиной участившихся в последние десятилетия засух в самых разных районах мира, а ускорение глобального потепления приводит к обезвоживанию тропиков. Прогнозное моделирование показывает, что в ближайший период времени количество и продолжительность засушливых явлений будет только увеличиваться.
В.В. Стрекопытов