Когда вооружённые столкновения нарушили судоходные маршруты в Красном море, мало кто предполагал, что последствия этих событий отразятся даже на атмосфере над Южной Атлантикой. Для атмосферного исследователя из Университета штата Флорида Майкла Даймонда внезапное изменение маршрутов коммерческих судов стало уникальной возможностью изучить важный климатический вопрос: насколько переход на более чистое топливо влияет на формирование облаков.

Влияние новых топливных стандартов на облака

В исследовании, опубликованном в журнале Atmospheric Chemistry and Physics, Даймонд и аспирантка Лилли Босс выяснили, что введённые в 2020 году правила, ограничивающие содержание серы в судовом топливе примерно на 80%, также привели к снижению образования облачных капель примерно на 67% по сравнению с использованием старых, более загрязняющих видов топлива. По словам Даймонда, неожиданное изменение глобальных судоходных маршрутов позволило количественно оценить взаимодействие аэрозолей и облаков, что помогло уменьшить одну из главных неопределённостей в глобальных климатических прогнозах. Он отметил, что такие эксперименты в "лаборатории" атмосферы случаются крайне редко и предоставляют ценную информацию о происходящих на Земле процессах. Полученные данные могут способствовать совершенствованию климатических моделей и дать учёным и политикам более точные инструменты для оценки будущих экологических норм и мер по защите здоровья населения.

Как снижение содержания серы влияет на облака

В январе 2020 года Международная морская организация (IMO) потребовала значительно сократить содержание серы в судовом топливе для борьбы с загрязнением воздуха. Мелкие частицы в выхлопах судов, особенно сульфатные аэрозоли, играют важную роль в формировании облаков и их отражательной способности. Эти аэрозоли способствуют образованию облаков с большим количеством мелких капель, которые отражают больше солнечного света и усиливают охлаждение поверхности. Исторически этот охлаждающий эффект компенсировал примерно треть потепления, вызванного парниковыми газами.

Однако влияние аэрозолей на климат остаётся крайне неопределённым. В отличие от парниковых газов, таких как CO2, которые сохраняются в атмосфере столетиями, аэрозоли существуют лишь несколько дней или недель. Их короткий жизненный цикл и естественная изменчивость облаков делают взаимодействие аэрозолей и облаков самой большой неопределённостью в климатических прогнозах.

Естественный эксперимент, вызванный конфликтом

С ноября 2023 года атаки в проливе Баб-эль-Мандеб резко сократили движение судов в Красном море, вынудив их обходить мыс Доброй Надежды. В Южной Атлантике — регионе с устойчивыми низкоуровневыми облаками, чувствительными к судовому загрязнению — судоходная активность резко возросла.

Поскольку эти изменения были вызваны конфликтом, а не погодой или новыми правилами, учёные получили возможность наблюдать, как облака реагируют именно на изменившиеся выбросы судов. Такие чёткие причинно-следственные ситуации практически невозможно воспроизвести в лабораторных условиях, поэтому исследователи получили редкий естественный эксперимент.

Спутниковые данные и результаты

Спутниковые измерения зафиксировали заметный рост концентрации диоксида азота (NO2) над юго-восточной частью Атлантического океана. NO2 выбрасывается судовыми двигателями и не был затронут правилами IMO 2020 по сере, поэтому служит надёжным индикатором увеличения судоходства. Это позволило исследователям напрямую сравнить облачные условия до и после введения топливных норм при схожем уровне судовой активности.

Даже при примерно двукратном увеличении числа судов в регионе в 2024 году формирование облачных капель было лишь немного слабее, чем до IMO 2020. Сравнивая уровни NO2 и количество облачных капель, зависящих от выбросов серы, Даймонд и Босс выявили 67% снижение способности судов влиять на формирование облаков после введения новых топливных стандартов. Это подтверждает, что более чистое топливо значительно уменьшило влияние судоходства на свойства облаков и предоставляет важные данные для совершенствования будущих климатических моделей.

Почему это важно

Понимание того, как облака реагируют на изменения уровня аэрозолей, остаётся одной из самых сложных задач климатологии. Новые результаты помогают сузить неопределённость в энергетическом балансе Земли. Более точная информация позволяет политикам принимать более обоснованные решения об экологических нормах, учитывая долгосрочные климатические цели. Исследование также подчёркивает сложные компромиссы, возникающие при улучшении качества воздуха, ведь меры по защите здоровья могут влиять на облачное охлаждение.

Хотя аэрозоли обеспечивают временное охлаждение, они представляют серьёзную опасность для людей. Серные частицы — вредные загрязнители, связанные с респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. По оценкам, правила IMO уже предотвратили десятки тысяч преждевременных смертей.