Пока температура на поверхности Земли неуклонно растёт из-за климатических изменений, в высоких слоях атмосферы происходят противоположные процессы. Учёные фиксируют аномальное охлаждение там, где воздух разрежен. Природа этого явления долго оставалась загадкой.
Новое исследование Колумбийского университета раскрыло механизм. Молекулы углекислого газа в стратосфере поглощают инфракрасную энергию снизу и излучают её прямо в космос. С ростом концентрации CO2 стратосфера теряет тепло быстрее, поэтому охлаждается.
Как это работает на разных высотах
В нижних слоях атмосферы CO2 задерживает тепло. В стратосфере, от 11 до 50 километров, всё меняется. Газ действует как радиатор: поглощает тепло и излучает его в космос. Эффект предсказал ещё в 1960-х Сюкуро Манабе. С середины 1980-х стратосфера охладела на 2 градуса Цельсия — в десять раз больше, чем без человеческих выбросов.
Исследователи обнаружили ключевой фактор — взаимодействие молекул CO2 с длинными волнами инфракрасного света. Когда газа становится больше, эта зона расширяется и охлаждение усиливается. Каждое удвоение CO2 снижает температуру в верхних слоях стратосферы на 8 градусов.
Последствия для климата
Более холодная стратосфера пропускает меньше тепла в космос. Это усиливает парниковый эффект внизу примерно на 50 процентов. Изменения влияют на реактивные потоки: они становятся медленнее и волнистее. Из-за этого затягиваются жара, засухи и ливни.
Результаты помогут понять атмосферу других планет. Озон и водяной пар влияют меньше, чем CO2. Охлаждение стратосферы — один из чётких «отпечатков пальцев» климатических изменений, которые учёные наблюдают десятилетиями.
