Эволюция климата Земли включает в себя множество компонентов. А новое исследование показало, насколько критичен озоновый слой для температуры поверхности Земли. Без озонового слоя наша планета была бы на 3,5 Кельвина холоднее. Многие механизмы обратной связи и воздействия играют роль в стабилизации и установлении общей средней температуры Земли. В простейшей картине мы получаем излучение от солнца. Часть этого излучения отражается от верхних слоев атмосферы, а остальная часть уходит вниз. Часть этого излучения поглощается воздухом и землей. Остальная часть излучения отражается от поверхности Земли. Большая часть этого уходит обратно в космос, но часть снова поглощается атмосферой, создавая парниковый эффект, который нагревает нашу поверхность до температур, превышающих те, которые могли бы быть достигнуты без него. Но это очень упрощенная картина. На самом деле наша температура и климат зависят от всего, от обилия различных молекул в атмосфере до систем циркуляции океана и атмосферы.
В то время как озоновый слой атмосферы Земли имеет решающее значение для блокировки ультрафиолетового излучения Солнца, большинство климатических моделей игнорировали роль озона в изучении климата Земли. Однако исследователи изучили влияние озонового слоя в новой статье, появившейся на сервере препринтов arXiv. У нас не всегда был озоновый слой. До появления жизни в нашей атмосфере практически не было озона. И Земля провела миллиарды лет с минимальным озоновым слоем. Только в относительно недавнее время он стабилизировался до толстых уровней, которые мы наблюдаем в наши дни. И хотя молекулярный кислород, составляющий значительную часть земной атмосферы, играет незначительную роль в климате, роль озонового слоя играет. Чтобы изучить влияние озонового слоя, исследователи использовали набор моделей климата Земли. Они варьировали количество озона в верхних слоях атмосферы и позволяли температуре Земли достичь равновесия. Они обнаружили, что присутствие озона оказывает потепление на температуру нашей поверхности, в среднем повышая температуру поверхности Земли примерно на 3,5 Кельвина. Если бы озоновый слой исчез, будь то из-за человека или каким-то другим образом, это имело бы катастрофические последствия для нашего климата.
Основным эффектом недостатка озона будет охлаждение верхних слоев стратосферы. Более холодный воздух не может удерживать столько влаги, поэтому стратосфера станет суше. Водяной пар является важным парниковым газом, поэтому без него общий парниковый эффект Земли был бы уменьшен. Помимо изменений температуры Земли, недостаток озона окажет значительное влияние на наш общий климат. Отсутствие озона и, как следствие, охлаждение стратосферы также дестабилизируют этот слой атмосферы, препятствуя образованию облаков. Это заставит облака появляться только на более низких и больших высотах. Кроме того, некоторые струйные течения у экватора усилится, а другие у полюсов ослабнут. Это имело бы серьезные последствия для сезонных погодных условий на всех широтах. Атмосфера Земли — богатая, сложная система, и этот результат показывает, что каждый компонент играет важную роль.
