Тепловые волны становятся всё более частыми по всему миру. И хотя рост температур, вызванный выбросами парниковых газов, является частью проблемы, снижение уровня аэрозолей — мелких частиц, составляющих смог и загрязняющих воздух, — может способствовать этому росту ещё больше, особенно в населённых пунктах.
Это открытие сделано в исследовании, опубликованном в журнале Environmental Research Letters под руководством учёных из Университета Техаса в Остине. Хотя недавние исследования связывали снижение уровня аэрозолей с повышением региональных температур, это исследование — первое, в котором изучается влияние аэрозолей на подверженность людей тепловым волнам.
«Мы знали, что выбросы аэрозолей сдерживают глобальное потепление на региональном уровне, но влияние этого же сдерживания на тепловые волны вблизи городских центров оказалось гораздо больше, чем мы ожидали, — сказал соавтор исследования Кэмерон Камминс. — Поэтому, когда города будут стремиться сократить свои выбросы аэрозолей для улучшения здоровья населения, они, вероятно, также столкнутся с увеличением количества тепловых волн».
Используя глобальные климатические модели, исследователи обнаружили, что аэрозоли влияют на изменение частоты тепловых волн в населённых пунктах в 2,5 раза сильнее, чем парниковые газы. При этом более высокий уровень аэрозолей снижает подверженность тепловым волнам за счёт отражения солнечных лучей.
Исследование проводилось под руководством Гита Персад, доцента Школы наук о Земле Джексона в Техасском университете.
Камминс стал соавтором исследования, когда получал степень магистра в университете, и впервые начал анализировать данные для проекта в качестве научного сотрудника-исследователя в лаборатории Персад.
Исследователи обнаружили, что с 1920 года более высокий уровень аэрозолей помогал снизить количество тепловых волн в населённых пунктах примерно наполовину. Однако сейчас эта тенденция меняется из-за снижения уровня аэрозолей. Снижение частично связано с политикой чистого воздуха, принятой странами из-за негативного воздействия аэрозолей на здоровье человека и окружающую среду.
Населённые пункты, которые выделяют больше всего аэрозолей, особенно подвержены риску ускорения тепловых волн, вызванных снижением уровня аэрозолей в ближайшем будущем, сказала Персад.
«Аэрозоли сейчас действительно хорошо противодействуют воздействию тепловых волн, но это может быстро измениться в будущем, — сказала она. — Мы, кажется, уже пересекли переломный момент, когда снижение уровня аэрозолей ускоряет воздействие тепловых волн во многих местах».
Если глобальные выбросы аэрозолей продолжат снижаться, как ожидается в ближайшие десятилетия, количество тепловых волн может вырасти с нынешних 40 дней в году до 110 дней в году к 2080 году. Регионы, которые, по прогнозам, особенно сильно пострадают от тепловых волн, вызванных снижением уровня аэрозолей, включают:
* Субсахарскую Африку;
* Южную Азию;
* Южную Америку;
* Западную Европу.
В этом исследовании тепловая волна определяется как три или более последовательных дня в тёплый сезон региона, когда температура превышает порог 90-го процентиля.
Аэрозоли часто образуются одновременно с выбросами парниковых газов при сжигании топлива или других материалов. Однако они ведут себя в атмосфере по-разному. Парниковые газы повышают температуру, распределяются относительно равномерно по всему миру и могут сохраняться от нескольких лет до сотен лет. Аэрозоли имеют охлаждающий эффект, имеют более региональное распределение и часто исчезают в течение нескольких недель.
Региональное распределение аэрозолей и их недолговечность важны, считает Персад. Это означает, что, когда страны сокращают выбросы аэрозолей, их воздействие часто становится очевидным в течение нескольких лет. Это хорошо, когда речь идёт о пользе для здоровья и окружающей среды, связанной с сокращением выбросов аэрозолей. Однако результаты моделирования показывают, что это делает населённые пункты особенно уязвимыми к тепловым волнам по мере снижения выбросов аэрозолей.
Западная Европа является ярким примером. В конце XX века аэрозоли почти полностью нейтрализовали воздействие парниковых газов, не позволяя Западной Европе испытать множество тепловых волн. Однако в течение следующих 25 лет снижение уровня аэрозолей может увеличить частоту тепловых волн в некоторых частях Западной Европы на 40 дней в году и более.
Результаты исследования не должны восприниматься как разрешение загрязнять окружающую среду, сказала Персад. Высокий уровень аэрозолей напрямую влияет на здоровье человека, вредя сердцу и лёгким, что может способствовать развитию заболеваний и привести к преждевременной смерти. Вместо этого результаты исследования должны стать сигналом для городов о необходимости подготовки к миру с повышенным риском тепловых волн.
«Эта работа показывает, что то, что произойдёт с аэрозолями в ближайшем будущем, будет иметь большое значение для того, что произойдёт с опасностью тепловых волн, подверженностью им и риском в ближайшем будущем, в течение следующих 20–30 лет», — сказала Персад.
Исследование также было написано в соавторстве с Джейн Болдуин, доцентом Калифорнийского университета в Ирвайне.
Предоставлено Университетом Техаса в Остине.