Несколько лет назад учёные заметили нечто странное: Северное и Южное полушария Земли отражают примерно одинаковое количество солнечного света в космос. Это кажется странным, потому что в Северном полушарии больше суши, городов, загрязнений и промышленных аэрозолей. Всё это должно приводить к более высокому альбедо — большему отражению солнечного света, чем его поглощению. Южное полушарие в основном состоит из океана, который темнее и поглощает больше солнечного света.
Нарушение симметрии
Однако новые спутниковые данные показывают, что эта симметрия нарушается.
В новом исследовании, опубликованном в «Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America», Норман Леб, учёный-климатолог из исследовательского центра NASA Langley, и его коллеги проанализировали 24 года наблюдений в рамках миссии NASA «Clouds and the Earth’s Radiant Energy System» (CERES).
Они обнаружили, что Северное полушарие темнеет быстрее, чем Южное. Другими словами, оно поглощает больше солнечного света. Этот сдвиг может изменить погодные условия, количество осадков и общий климат планеты в предстоящие десятилетия.
С 2000 года CERES регистрирует, сколько солнечного света поглощается и отражается, а также сколько инфракрасного (длинноволнового) излучения уходит обратно в космос. Леб использовал эти измерения, чтобы проанализировать, как изменился энергетический баланс Земли между 2001 и 2024 годами. Энергетический баланс показывает учёным, поглощает ли планета больше энергии, чем выделяет, и как эта разница варьируется между полушариями.
«Любой объект во Вселенной имеет способ поддерживать равновесие, получая и отдавая энергию. Это фундаментальный закон, управляющий всем во Вселенной, — сказал Чжаньцин Ли, учёный-климатолог из Университета Мэриленда, который не участвовал в исследовании. — Земля поддерживает равновесие, обмениваясь энергией между Солнцем и излучаемым Землёй длинноволновым излучением».
Команда обнаружила, что Северное полушарие поглощает примерно на 0,34 ватта солнечной энергии больше на квадратный метр за десятилетие, чем Южное полушарие. «Эта разница может показаться небольшой, но для всей планеты это огромное число», — сказал Ли.
Причины потемнения Северного полушария
Учёные выявили три основные причины потемнения Северного полушария: таяние снега и льда, снижение уровня загрязнения воздуха и рост содержания водяного пара.
Чтобы выяснить, что вызывает этот дисбаланс, учёные применили метод, называемый анализом частичного радиационного возмущения (PRP). Этот метод позволяет отделить влияние таких факторов, как облака, аэрозоли, яркость поверхности и водяной пар, от расчётов того, сколько солнечного света поглощает каждое полушарие.
Результаты указали на три основные причины потемнения Северного полушария: таяние снега и льда, снижение уровня загрязнения воздуха и рост содержания водяного пара.
«Это имело большой смысл, — сказал Леб. — Поверхность Северного полушария темнеет, потому что тает снег и лёд. Это обнажает землю и океан под ними. А уровень загрязнения снизился в таких странах, как Китай, США и Европа. Это означает, что в воздухе стало меньше аэрозолей, отражающих солнечный свет. В Южном полушарии всё наоборот».
«Поскольку север нагревается быстрее, он также содержит больше водяного пара, — продолжил Леб. — Водяной пар не отражает солнечный свет, он его поглощает. Это ещё одна причина, по которой Северное полушарие поглощает больше тепла».
Любопытство по поводу облачного покрова
Одним из интересных выводов исследования стало то, что за последние 20 лет не изменилось: облачный покров.
«Облака для меня загадка из-за этой полушарной симметрии, — сказал Леб. — Мы как бы задавались вопросом, является ли это фундаментальным свойством климатической системы. Если бы это было так, облака должны были бы компенсировать. Вы должны были бы увидеть большее отражение от облаков в Северном полушарии по сравнению с Южным, но мы этого не видели».
Леб работал с моделями, чтобы понять эти облака. «Мы не уверены в облаках», — сказал Леб.
«Понимание взаимодействия аэрозолей и облаков по-прежнему является серьёзной проблемой, — согласился Ли. — Облака остаются доминирующим фактором, регулирующим наш энергетический баланс», — сказал он. «Это очень важно».
Тем не менее Ли сказал, что «исследование доктора Нормана Леба показывает, что асимметрия не только существует, но и достаточно важна, чтобы беспокоиться о том, что за ней стоит».
Леб «в восторге от новых климатических моделей, которые скоро появятся» и от того, как они помогут в его работе. «Будет интересно вернуться к этому вопросу с новейшими моделями».
— Ларисса Г. Капелла (@CapellaLarissa), научный писатель
Источник:
Capella, L. G. (2025), New satellite data reveal a shift in Earth’s once-balanced energy system, Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250399. Опубликовано 23 октября 2025 года.
Текст © 2025. Авторы. CC BY-NC-ND 3.0