Дослідники порівнюють спостереження з провідними кліматичними моделями, щоб виявити помилки та допомогти покращити майбутні прогнози клімату.
Деякі симуляції показують надто багато низьких хмар над Південним океаном, але все ще недооцінюють, скільки тепла досягає поверхні під ним. Спостереження дослідницької експедиції в Антарктиці показують, що лише коригування кількості хмар не вирішить проблему.
Хмари впливають на клімат, контролюючи кількість сонячного світла, що досягає Землі, а також поглинаючи та випромінюючи тепло. Над Південним океаном, центральним регіоном регулювання клімату Землі, помилки в обох процесах можуть спотворити прогнози погоди та прогнози майбутнього потепління.
Чому моделі хмар досі недооцінюють тепло
Дослідники з Національного інституту полярних досліджень Японії та Університету Нагоя дослідили розбіжність, використовуючи вимірювання дослідницького льоду. Н/В Ширасе під час 64-ї японської антарктичної дослідницької експедиції, відомої як JARE64. У грудні 2022 року та березні 2023 року корабельні прилади безперервно фіксували властивості хмар, температуру та вологість атмосфери, радіацію поверхні та концентрацію аерозолів, дрібних частинок повітря, які можуть впливати на формування хмар.
Команда порівняла ці спостереження з ERA5 і MERRA-2, двома широко використовуваними наборами даних повторного аналізу атмосфери, які поєднують спостереження з числовими моделями для реконструкції атмосферних умов і кліматичною моделлю CAM-ATRAS. Висновки опубліковані в Листи геофізичних досліджень.
Усі три типи хмар широко перекриваються в Південному океані. Однак ERA5 і MERRA-2 створили більше низьких хмар, ніж спостерігалося. CAM-ATRAS був найближчим до вимірювання як походження хмари, так і фази хмари, тобто чи містили хмари краплі рідини чи льоду.
Незважаючи на ці відмінності, усі три недооцінили довгохвильове випромінювання, тепло, що передається на поверхню від атмосфери та хмар. Надлишок льоду в змодельованих хмарах зменшував їх тепло вниз. Моделі також мали холодне зміщення, тобто їхні температури були нижчими, ніж спостерігалися, що сприяло зниженню. Таким чином, як фаза хмарності, так і температура атмосфери пояснюють, чому симуляції з великою кількістю хмар все ще призводять до дуже слабкого потепління.
Професор Джун Іноуе пояснює: «Повідомлялося, що чисельні моделі показують низьку майстерність у відтворенні хмар. Зокрема, у Південному океані та Антарктиді, де представлення хмар залишається особливо складним, було показано, що пов’язані з хмарами зміщення збільшують похибки в бюджеті енергії поверхні через зміщення в бюджеті радіації».
Концентрації аерозолів запропонували інший спосіб дослідження невідповідностей. ERA5 і MERRA-2 мали вищі концентрації, ніж спостерігав космічний корабель, що спонукало дослідників перевірити аерозольні викиди Південної півкулі в CAM-ATRAS. Більша кількість аерозолів створювала нижчу хмарність, але мала лише обмежений вплив на радіацію поверхні.
Спостереження за Антарктикою можуть допомогти виправити холодні упередження
Поліпшення того, як моделі представляють хмари та краплі льоду, взаємодію аерозолів із хмарами та атмосферними умовами, може зменшити невизначеність у прогнозах потепління, зміни морського льоду та зміни клімату. Дослідники закликають до широких спостережень у Південному океані та Антарктиді, включаючи вимірювання температури, щоб усунути зміщення холоду.
Доцент Кадзутоші Сато зазначає: «Оскільки спостереження над Антарктидою залишаються рідкісними, числові моделі все ще містять значні невизначеності в картині атмосфери Антарктики. Тому включення існуючих, але наразі недостатньо використовуваних спостережень у числові моделі може забезпечити ефективне рішення, яке ще не використовується регулярно в цифрових системах прогнозування погоди, може допомогти зменшити похибки моделей і підвищити точність прогнозу.
Довідка: «Оцінка низькорівневих хмар, температури та радіації поверхні за допомогою моделі, двох повторних аналізів і спостережень над Південним океаном», Кадзутоші Сато, Джун Іноуе та Хітоші Мацуї, 31 липня 2026 р., Листи геофізичних досліджень.
DOI: 10.1029/2026GL123000
Ця робота була підтримана 64-ю Японською антарктичною дослідницькою експедицією (JARE64 AJ1005) та JSPS KAKENHI (гранти JP18H05053, JP19K14802, JP20H04963, JP22H03722, JP22K15130, JP22K14210, JP22K14210 JP23H00523, JP23K18519, JP23K24976, JP24H02225, JP24H02339, JP24H02341, JP25H00002, JP26K00780 і JP26K030 Спостереження Землі в Японії Агенство аерокосмічних досліджень (JAXA), проекти «MEXT Arctic Challenge for Sustainability II» (ArCS) і 3 (ArCS-3; JPMXD1720251001); Фонд екологічних досліджень і технологій 2-2301 (JPMEERF20262002); та Національний науково-дослідний інститут полярних досліджень (NIPR) через Спеціальний проект співпраці (B25-02) та Національний інститут полярних досліджень (NIPR) під керівництвом MEXT.
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня SciTechDaily.
Слідкуйте за нами в Google і Google News.
