Небо маскирует проблему: за привычной картиной скрывается дополнительный источник потепления

Авиация нагревает планету не только за счёт выбросов углекислого газа. Самолёты незаметно изменяют структуру облаков на большой высоте, влияя на движение тепла в атмосфере. Новые данные показывают, что часть этого эффекта долгое время оставалась скрытой от климатических расчётов. Об этом сообщает Earth.

Фото: commons.wikimedia by By Skitterphoto from Pixabay, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

небо, тёмные облака, солнечные лучи, погода

Почему самолёты влияют на климат сильнее, чем кажется

При сжигании топлива авиационные двигатели выделяют не только CO₂, но и водяной пар, а также микроскопические частицы сажи. На больших высотах воздух очень холодный, поэтому водяной пар быстро превращается в кристаллы льда.

Так формируются инверсионные следы — тонкие вытянутые облака, которые могут сохраняться в атмосфере часами. Они почти не мешают солнечному свету, но замедляют уход тепла от поверхности Земли, действуя как своеобразное "одеяло" и усиливая общий дисбаланс, связанный с глобальными климатическими рисками.

Когда следы прячутся внутри облаков

Большинство пассажирских самолётов летает на высотах, где уже существуют естественные перистые облака. Влажность воздуха там часто выше, чем предполагалось ранее, что облегчает образование ледяных кристаллов.

Когда самолёт проходит через такую облачную зону, новые инверсионные следы формируются прямо внутри существующих облаков. Визуально они почти незаметны, так как сливаются с облачным фоном, но их физическое воздействие сохраняется.

Скрытые следы и дополнительное потепление

Учёные из Лейпцигского университета впервые подробно изучили инверсионные следы, возникающие внутри перистых облаков. Ранее климатические модели в основном учитывали только видимые следы на чистом небе.

Используя спутниковые лазерные измерения, исследователи зафиксировали тонкие изменения облачной структуры после пролёта самолётов. Анализ показал, что такие "скрытые" следы обеспечивают около 10% дополнительного потепления по сравнению с эффектом от видимых инверсионных следов.

Причина кроется в микрофизике облаков. Частицы, выбрасываемые самолётами, становятся центрами кристаллизации, увеличивая число ледяных кристаллов и уменьшая их размер. В результате облака становятся плотнее и эффективнее удерживают исходящее инфракрасное излучение.

Разница между днём и ночью

Влияние облаков на климат зависит от времени суток. Днём они частично отражают солнечный свет обратно в космос, что может создавать охлаждающий эффект. Ночью этот механизм исчезает, и остаётся только удержание тепла.

Анализ показал, что примерно в четырёх случаях из пяти инверсионные следы внутри облаков приводят к чистому потеплению. Ночное удержание тепла, как правило, перевешивает дневное отражение солнечного света, усиливая нагрузку на такие чувствительные системы, как океанические течения Атлантики.

Как учёные подтвердили эффект

Исследователи сопоставили траектории полётов самолётов с данными спутниковых лазеров, которые "просвечивают" атмосферу вертикальными профилями. Это позволило сравнить облачные области, затронутые авиацией, с соседними, нетронутыми участками.

В анализ вошло около 40 000 случаев взаимодействия самолётов с облаками, что обеспечило высокую статистическую надёжность. Зафиксированное локальное потепление достигало десятков милливатт на квадратный метр, а при масштабировании на глобальный уровень эффект оказался климатически значимым.

Уроки пандемии COVID-19

Резкое сокращение авиаперевозок во время пандемии стало своеобразным природным экспериментом. При уменьшении числа рейсов в верхние слои атмосферы поступало меньше частиц, а облачные реакции всё чаще смещались в сторону охлаждения.

По мере восстановления воздушного движения сигналы потепления снова усилились. Это подтвердило прямую связь между плотностью авиаперевозок и изменениями облаков.

Сравнение: видимые и скрытые инверсионные следы

Видимые инверсионные следы уже считаются одним из главных факторов климатического воздействия авиации. Новые данные показывают, что скрытые следы в облаках добавляют ещё около 10% к этому эффекту.

Хотя вклад кажется меньшим, в регионах с интенсивным воздушным движением — например, над Европой и Северной Атлантикой — он становится особенно заметным и должен учитываться в климатических расчётах.

Плюсы и минусы новых выводов

Результаты расширяют понимание авиационного влияния, но ставят новые задачи.

Преимущества:

• более полная оценка климатического следа авиации;

• улучшение климатических моделей;

• подтверждение роли облачной микрофизики.

Ограничения:

• сложность прямого наблюдения скрытых следов;

• необходимость учитывать региональные различия в облачности.

Популярные вопросы о скрытых инверсионных следах

Почему их раньше не учитывали?
Они трудно различимы визуально и требуют сложных лазерных измерений.

Можно ли уменьшить эффект, меняя маршруты полётов?
Новые данные показывают, что преднамеренные полёты через перистые облака не снижают потепление.

Насколько велик их вклад в глобальное потепление?
Около 10% от эффекта видимых инверсионных следов, что остаётся значимым.