Екологія
Екологія

Дощі змінять сніг в Арктиці у 2060 році

За новими прогнозами шостого етапу програми дослідження клімату Coupled Model Intercomparison Project, дощити в Арктиці почне на двадцять років раніше, ніж очікувалося — у 2060 році. Це призведе до зменшення снігового покриву у регіоні і зменшить кількість доступної для тварин їжі. Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Communications.

Unsplash

Unsplash

Арктика тане?

Арктика є одним з найбільш чутливих регіонів до екологічних змін на Землі, і останні роки вчені спостерігають безпрецедентні зміни довкілля у регіоні: підвищення зимових температур та втрата льоду, набагато раніше танення морської арктичної криги навесні і пізніше замерзання морів, та навіть зміни у поведінці арктичних тварин.

В атлантичному секторі вже спостерігають переважання опадів у вигляді дощів проти снігу, тому на це очікують і від Арктики. І попередні дослідження дійшли висновку, що кількість таких опадів збільшиться навесні, восени та взимку, що призведе до порушення балансу маси льодовикового щита Ґренландії і вплине на глобальний рівень моря, протяжність і товщину морського льоду в Арктиці, вічну мерзлоту і, звичайно, на флору та фауну.

На п'ятому етапі міжнародного проєкту Coupled Model Intercomparison Project (CMIP) вчені спрогнозували появу регулярних дощів у Арктиці в 2080 році. Результати ж моделювання шостої фази проєкту виявилися менш оптимістичними. Порівняно зі CMIP5, у CMIP6 із врахуванням різних сценаріїв впливу викидів в атмосферу, покращено моделювання еволюції морського льоду на основі супутникових спостережень, а також снігового покриву та інтенсивності глобальних опадів, що впливають на гідрологічний цикл Арктики.

У лівій колонці показано зміни а, e снігопадів і c, g опадів наприкінці століття у CMIP6. Правий стовпець показує різницю в кількості снігу b, f та дощів d, h відносно початку століття (2005–2014) між CMIP5 та CMIP6. Штрихування вказує на статистичну значущість на рівні достовірності 95 відсотків. Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

У лівій колонці показано зміни а, e снігопадів і c, g опадів наприкінці століття у CMIP6. Правий стовпець показує різницю в кількості снігу b, f та дощів d, h відносно початку століття (2005–2014) між CMIP5 та CMIP6. Штрихування вказує на статистичну значущість на рівні достовірності 95 відсотків. Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

Що провокує дощі?

Вчені вважають, що до кінця століття кількість опадів в Арктиці збільшиться з 30 до 60 відсотків. На це впливає глобальне зростання температури повітря, яке підвищує здатність атмосфери переносити вологу, у тому числі до полюсів, а також втрати морського льоду, які залишають воду відкритою і лише збільшують кількість випареної вологи.

Перехід від снігу до дощів в Арктиці, який наблизили прогнози CMIP6, може бути результатом більшої чутливості зміни опадів до потепління, або більш відчутним впливом потепління в уточненій моделі. Це відображає посилення потепління в Арктиці в CMIP6, яка використовувала складніше моделювання: попереднє використовувало кліматичні дані про Арктику за період з 1960 по 2005 рік, а CMIP6 покладається вже на дані по 2014 рік.

Прогнози щодо розподілу осадів нової CMIP6 (перша колонка) і CMIP5 (друга колонка), а також відмінності між ними (третя), де на a–c грудень–лютий (DJF), d–f березень–травень (MAM), g–i червень–серпень (JJA) та j–l вересень–листопад (SON). Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

Прогнози щодо розподілу осадів нової CMIP6 (перша колонка) і CMIP5 (друга колонка), а також відмінності між ними (третя), де на a–c грудень–лютий (DJF), d–f березень–травень (MAM), g–i червень–серпень (JJA) та j–l вересень–листопад (SON). Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

Чим загрожують такі опади?

Аналіз вказує на збільшення кількості опадів в Арктиці в прогнозах CMIP6 в порівнянні з CMIP5 — перехід відбудеться на одне або два десятиліття раніше, а найбільші зміни очікуються восени. За однакового рівня викидів парникових газів та радіаційного впливу, що використовується в обох моделях, кількість опадів взимку зросте на 422 відсотки в CMIP6, тоді як CMIP5 прогнозувала 260. Влітку, навесні та восени CMIP6 прогнозує зростання на 71, 141 та 268 відсотків відповідно.Також у прогнозах CMIP6 не менше, ніж удвічі швидше тане Гренландія.

Зміна кількості опадів у Арктиці в міліметрах на день відносно глобального потепління на 1,5, 2 і 3 градуси Цельсію для CMIP6 (синій) і CMIP5 (помаранчевий). Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

Зміна кількості опадів у Арктиці в міліметрах на день відносно глобального потепління на 1,5, 2 і 3 градуси Цельсію для CMIP6 (синій) і CMIP5 (помаранчевий). Michelle R. McCrystall et al. / Nature Communications, 2021

Це несе системні зміни в екосистемі Арктики та швидкості, з якою вони відбуватимуться. Переважання дощів у погоді впливає на скорочення снігового покриву, впливає на зміну сезонів у регіоні, і безумовно веде до змін в умовах існування тварин. Так зменшення снігового покриву ще більше посилить потепління в Арктиці і глобальне потепління через зниження відбивної здатності, на яку здатна Земля щодо сонячного випромінювання. На потепління вплине також збільшення потоків вуглекислого газу та викидів метану з ґрунту, а також танення вічної мерзлоти.

Так збільшиться кількість ґрунтових вод, що призведе до повеней та опріснення океану, а відтак і на його екосистему. А випадання дощу на сніг призведе до зледеніння та зникнення джерел їжі для арктичної фауни. Від цього насамперед постраждають популяції північного оленя та вівцебика. Перехід Арктики до більш теплого та вологого клімату також призведе до збільшення популяції перелітних птахів.

Ці зміни очікувалися за глобального потепління на два градуси Цельсія, проте тепер здаються можливими і за 1,5 градуса. Арктичний морський лід відіграє вирішальну роль у гідрологічному циклі та глобальній кліматичній системі. Танення криги Баренцового моря вже призвело до сильних снігопадів у Європі, а арктичні тварини мігрують раніше через зміни клімату. Дослідження показують, що Арктика вже почала перехід до нового, теплішого клімату, в якому немає місця кризі — минулого року море Лаптєвих вперше виявилося не покритим кригою наприкінці жовтня. Це своєю чергою веде до пізнішого замерзання і надалі, а зникнення літньої морської арктичної криги посилить глобальне потепління