Зеленая Сахара: как пустыня изменила климат всей планеты?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Сахара — бескрайнее море песка, царство безжалостного солнца и иссушающего ветра. Этот образ прочно закрепился в нашем сознании. Однако история этой пустыни сложнее и динамичнее, чем может показаться. Периоды засухи сменялись эпохами относительного благоденствия, когда пески отступали под натиском растительности. Именно эти «зеленые» интервалы в истории Сахары, как выясняется, играли ключевую роль в формировании климата всего Северного полушария.

Один из таких периодов, известный как средний голоцен (5000-11000 лет назад), стал объектом пристального внимания ученых. В то время, благодаря особому положению Земли на орбите, летнее солнцестояние совпадало с максимальным приближением к Солнцу (перигелием). Это привело к усилению солнечной радиации в Северном полушарии и, как следствие, к активизации муссонов над Африкой. Увлажнение климата способствовало распространению растительности в Сахаре, превращая отдельные ее участки в цветущие оазисы.

Зеленая Сахара, иллюстрация
Зеленая Сахара, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Но как это локальное, казалось бы, явление могло повлиять на климат целого полушария? Ответ кроется в сложных взаимосвязях атмосферных процессов. Исследование, опубликованное в журнале «Climate of the Past», демонстрирует, что озеленение Сахары вызвало цепную реакцию, затронувшую циркуляцию атмосферы. Моделирование, проведенное учеными, показало, что циркуляция Уокера — важнейший элемент глобальной атмосферной циркуляции — сместилась к западу. Это, в свою очередь, повлияло на траекторию и интенсивность струйных течений, «рек» ветра в верхних слоях атмосферы. Изменения затронули и Североатлантическое колебание, определяющее распределение атмосферного давления и, как следствие, температурные режимы и количество осадков в прилегающих регионах.

Чувствительность к магнитному полю. Синие точки показывают чувствительность к магнитному полю σ1B состояния кошки как функцию τ в одном измерении; зеленые точки - для УСС. Чувствительность состояния кошки достигает HL за время 100 с. Чувствительность CSS, показанная зелеными точками, смещена выше SQL из-за неполного обнаружения всех состояний. Пунктирная линия представляет собой взвешенную 1/τ подгонку к данным УСС. Полосы ошибок представляют собой 1 стандартное отклонение, иногда меньшее, чем размер символа. Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735–1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Чувствительность к магнитному полю. Синие точки показывают чувствительность к магнитному полю σ1B состояния кошки как функцию τ в одном измерении; зеленые точки — для УСС. Чувствительность состояния кошки достигает HL за время 100 с. Чувствительность CSS, показанная зелеными точками, смещена выше SQL из-за неполного обнаружения всех состояний. Пунктирная линия представляет собой взвешенную 1/τ подгонку к данным УСС. Полосы ошибок представляют собой 1 стандартное отклонение, иногда меньшее, чем размер символа. Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735-1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Автор: Gaetani, M. et al. Источник: cp.copernicus.org

В результате Скандинавия и Северная Америка стали более засушливыми, Западная Европа переживала более мягкие зимы и жаркое лето, а Центральная Европа в целом потеплела. В Средиземноморье, наоборот, климат стал более прохладным и влажным. Центральная Азия столкнулась с более теплыми зимами и прохладным летом, а количество осадков увеличилось в течение всего года.

Изменения количества осадков (мм д-1) в симуляциях (a, c) MHPMIP и (b, d) MHGS по сравнению с симуляцией PI зимой (a, b) и летом (c, d). Показаны только области со статистически значимыми аномалиями осадков, оцененными с помощью t-теста Стьюдента на 95 %-ном доверительном уровне. Красные и синие контуры показывают положительное и отрицательное изменение, соответственно, скорости зонального ветра на уровне 300 гПа (м с-1). Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735–1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Изменения количества осадков (мм д-1) в симуляциях (a, c) MHPMIP и (b, d) MHGS по сравнению с симуляцией PI зимой (a, b) и летом (c, d). Показаны только области со статистически значимыми аномалиями осадков, оцененными с помощью t-теста Стьюдента на 95 %-ном доверительном уровне. Красные и синие контуры показывают положительное и отрицательное изменение, соответственно, скорости зонального ветра на уровне 300 гПа (м с-1). Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735-1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Автор: Gaetani, M. et al. Источник: cp.copernicus.org

Удивительно, но эти климатические изменения сохранялись на протяжении тысячелетий. Ученые связывают это с несколькими факторами. Во-первых, распространение растительности значительно снизило выбросы пыли в атмосферу. Во-вторых, изменение альбедо — отражательной способности поверхности — привело к усилению поглощения солнечной энергии. Наконец, растительность способствовала более активному круговороту воды, препятствуя развитию засухи.

Изменения потенциала скорости (цветные области) и дивергентного ветра на 300 гПа (векторы) в симуляциях MHPMIP и MHGS в (a, b) DJF и (c, d) JJA по сравнению с симуляцией PI. Красные и синие контуры показывают климатологическую картину потенциала скорости в моделировании PI. Показаны только места и векторы со статистически значимыми аномалиями потенциала скорости и дивергентного ветра, оцененными с помощью t-теста Стьюдента на 95 %-ном доверительном уровне. Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735–1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Изменения потенциала скорости (цветные области) и дивергентного ветра на 300 гПа (векторы) в симуляциях MHPMIP и MHGS в (a, b) DJF и (c, d) JJA по сравнению с симуляцией PI. Красные и синие контуры показывают климатологическую картину потенциала скорости в моделировании PI. Показаны только места и векторы со статистически значимыми аномалиями потенциала скорости и дивергентного ветра, оцененными с помощью t-теста Стьюдента на 95 %-ном доверительном уровне. Цитирование: Gaetani, M., Messori, G., Pausata, F. S. R., Tiwari, S., Alvarez Castro, M. C., and Zhang, Q.: Mid-Holocene climate at mid-latitudes: assessing the impact of Saharan greening, Clim. Past, 20, 1735-1759, https://doi.org/10.5194/cp-20-1735-2024, 2024.
Автор: Gaetani, M. et al. Источник: cp.copernicus.org

Исследование среднего голоцена открывает новые перспективы для понимания сложных механизмов формирования климата. Оно демонстрирует, насколько чувствительна климатическая система к изменениям в отдельных регионах и подчеркивает важность дальнейших исследований взаимосвязей между атмосферой, океаном и биосферой. Современные наблюдения за изменением климата и миграцией погодных систем в Африке придают этим исследованиям особую актуальность. Возможно, изучение прошлого поможет нам лучше подготовиться к будущему.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...

Обзор базового робота-пылесоса Dreame F21 Pro: с замашками флагмана!

Вслед за бюджетной новинкой Dreame F21 была представлена «Pro"-модель робота-пылесоса, отличающаяся рядом серьезных улучшений: мощность всасывания возросла с 20 до 25 кПа, пылесос стал лучше...

Летающая тарелка из Саратова: для чего в СССР создали передовой для своего времени безаэродромный летательный аппарат ЭКИП и что с ним стало

В конце 1970-х — начале 1980-х гг советский инженер и авиаконструктор Лев Николаевич Щукин предложил концепцию многофункционального летательного аппарата, который по внешнему виду...