Дослідження ERA5: енергетичні перетворення в атмосфері нівелюють вплив парникових газів

Нове дослідження, засноване на аналізі даних моделі реаналізу ERA5, представило важливі висновки щодо енергетичних перетворень в атмосфері та їхнього впливу на кліматичну систему Землі. Дослідники зосередили увагу на вивченні вертикального інтегралу перетворення енергії в атмосфері протягом 2022 року.

Аналіз охопив масштабний набір даних, що включає 12,614,400 значень, отриманих з 1440 точок сітки по довготі за 8760 годин спостережень. Дослідження проводилося на різних широтах: 10 градусів північної та південної широти, 23.5 градусів північної та південної широти, 45 градусів північної та південної широти, та 66.5 градусів північної та південної широти.

Результати дослідження представлені у вигляді восьми нових гістограм, які демонструють процеси перетворення енергії в атмосфері. Ці перетворення включають перехід кінетичної енергії у внутрішню енергію та потенційну енергію (позитивні значення у Вт/м²), а також зворотний процес — перехід внутрішньої та потенційної енергії у кінетичну енергію (негативні значення у Вт/м²).

Ключовим висновком дослідження стало те, що енергетичні перетворення в загальній циркуляції атмосфери значно перевищують будь-який потенційний вплив від збільшення концентрації парникових газів, таких як вуглекислий газ (CO₂), метан (CH₄) та закис азоту (N₂O). Дослідники підкреслюють, що динамічна потужність загальної циркуляції атмосфери ефективно розсіює енергію, пов'язану з так званими «форсингами» — зовнішніми впливами на кліматичну систему.

Важливим аспектом дослідження є також аналіз орбітальних факторів впливу на кліматичну систему. Зокрема, відзначається, що у 2025 році Земля знаходиться на 183,000 кілометрів ближче до Сонця порівняно з 1700 роком, що має значний вплив на температурний режим планети.

Дослідники наводять практичний приклад впливу сонячної радіації на різних широтах, зазначаючи, що сонячні панелі на 37 градусі південної широти отримують більший потік сонячної енергії, ніж аналогічні панелі на 37 градусі північної широти. Це безпосередньо впливає на пікову потужність генерації електроенергії та максимальні температури, які спостерігаються в цих регіонах.

Результати дослідження мають важливе значення для розуміння кліматичних процесів та оцінки впливу різних факторів на кліматичну систему Землі. Вони вказують на необхідність перегляду деяких припущень, які використовуються в сучасних кліматичних моделях, особливо щодо ролі накопичення енергії порівняно з впливом сонячної потужності.

Дослідження також піднімає питання про необхідність більш детального врахування динамічних процесів в атмосфері при моделюванні кліматичних змін. Представлені дані свідчать про те, що вплив збільшення концентрації парникових газів може бути менш значущим, ніж вважалося раніше, враховуючи потужність природних механізмів перетворення енергії в атмосфері.