How Aerosols Brighten Clouds — and Cool the Planet | Sarah J. Doherty | TED

Переводчик: Alena Chernykh Редактор: Olga Mansurova

So I'm a climate scientist,

Я учёный-климатолог

and based on that,

и поэтому держу пари,

I bet you think I'm here to tell you about all the ways

вы думаете, что я буду вам рассказывать,

that we're making the climate warmer.

как из-за нас климат становится теплее.

But I'm not actually going to do that today

Но сегодня я здесь не ради этого,

because I think you already know that part of the story.

так как уверена, что вы уже знакомы с этой частью истории.

I want to tell you instead a story about unintended consequences.

Вместо этого я расскажу о непредвиденных последствиях.

For many of us, it's really easy to forget

Многие из нас легко забывают,

that in addition to emitting a lot of greenhouse gases,

что помимо выбросов парниковых газов

humans have been adding a lot of particulate pollution

люди также добавляют множество особых загрязнений

to the atmosphere.

в атмосферу.

These small particles, which we scientists call aerosols,

Эти мелкие частицы, учёные называют их аэрозолями,

are responsible for the death of between four and 10 million people a year

приводят к смерти от четырёх до десяти миллионов человек

around the globe.

ежегодно по всему миру.

For much of the world, this remains a major public health crisis.

Это серьёзный кризис для всемирного здравоохранения.

And because of that, there are significant efforts underway

В связи с этим предпринимаются значительные усилия

to clean up the source of these emissions,

по очистке источника этих выбросов.

which is fantastic.

И это замечательно.

But here's the thing.

Но вот в чём проблема.

The unintended consequence of doing that

Непредвиденное последствие в том,

is that we might actually be accelerating climate warming.

что так мы лишь ускоряем потепление климата.

And that's because most of these aerosols actually cool climate.

Это потому, что большинство аэрозолей на самом деле охлаждают климат.

I spent my career as a climate scientist

Свою карьеру климатолога я посвятила

studying how aerosols in the atmosphere around the globe

изучению аэрозолей в атмосфере всей планеты,

absorb sunlight in the atmosphere

как они поглощают солнечный свет

and increase the reflection of sunlight away from our planet.

и усиливают его отражение от поверхности планеты.

Aerosols directly scatter sunlight back to space,

Аэрозоли рассеивают солнечный свет обратно в космос,

and when they mix into clouds,

а при их попадании в облака

they can make clouds brighter or more reflective.

последние становятся ярче или лучше отражают свет.

And both of these effects act to cool the climate

Оба эти эффекта охлаждают климат,

by reducing the amount of sunlight that's available to heat the surface.

уменьшая поступление солнечного света, нагревающего поверхность.

We estimate that right now,

По нашим оценкам, в настоящее время

aerosols from human activities are cooling climate

аэрозоли, как результат деятельности человека,

by about half a degree Celsius.

охлаждают климат на полградуса Цельсия.

In other words, if it weren't for these climate effects,

Иными словами, без этих климатических эффектов,

we would already be experiencing significantly worse climate impacts

мы уже могли бы испытывать более серьёзные последствия,

than we already are.

чем на самом деле.

So here's a conundrum.

Но есть загвоздка.

As we clean up the air for human health,

Очищая воздух для здоровья людей,

we're reducing the concentration of these aerosols in the atmosphere,

мы снижаем концентрацию аэрозолей в атмосфере

and we're removing the source of climate cooling.

и устраняем источник охлаждения климата.

And because these aerosols only last in the atmosphere for about a week,

А поскольку аэрозоли в атмосфере сохраняются лишь неделю,

their cooling effect goes away almost immediately

их охлаждающий эффект исчезает,

after we stop emitting them.

как только мы снижаем их выброс.

Unlike greenhouse gases,

А парниковые газы

which continue to warm for decades to centuries.

могут нагреваться десятилетиями или веками.

Here's a second conundrum.

Вторая загвоздка.

While our best estimate is that aerosols are cooling climate

Хотя мы оцениваем охлаждение климата аэрозолями

by about half a degree Celsius,

примерно на полградуса Цельсия,

this effect could be quite a bit smaller,

этот эффект может быть чуть меньше

or it could be a lot bigger.

или намного больше.

It's possible that aerosols right now are cooling climate

Возможно и то, что сейчас аэрозоли охлаждают климат

by up to almost a full degree Celsius.

почти на целый градус Цельсия.

And because we don't know

И раз нам неизвестен

how much of a cooling effect these aerosols are currently providing,

весь охлаждающий эффект аэрозолей на данный момент,

we don't know how much of a climate warming they're going to unmask

то мы не знаем, к какому потеплению климата они приводят

as we clean up the air.

в результате очистки воздуха.

So let's step back and talk a little bit more

Но вернёмся назад и поговорим подробнее о том,

about how it is that aerosols cool climate

как аэрозоли охлаждают климат

and why these effects are so uncertain.

и почему этот эффект так неясен.

So aerosols mostly cool climate

Аэрозоли в основном охлаждают климат,

by increasing the reflection of sunlight from clouds.

усиливая отражение солнечного света от облаков.

This increase in cloud brightness from aerosols

Это усиление яркости облаков под воздействием аэрозолей

is not generally very visibly apparent

в общем не так заметно,

because clouds are just so naturally variable in their brightness.

потому что облака по своей яркости обычно вариативны.

But a case where it is really visually obvious

Визуально этот эффект более различим на примере

is in what we call ship tracks.

так называемых «корабельных следов».

So what you're looking at here is a satellite image

Перед вами спутниковый снимок

off the west coast of North America.

западного побережья Северной Америки.

And you can see that there are these lines of clouds

Можно разглядеть линии тех облаков,

that are brighter or more reflective than the clouds around them.

которые ярче или лучше отражают свет.

So to understand what's going on here,

Для понимания происходящего

you first have to know that cloud droplets always form on an aerosol.

учитывайте, что капли облаков всегда формируются на аэрозоле.

Out over the ocean, there's just not generally that many aerosols

Обычно над океаном не так много аэрозолей

in the atmosphere.

в атмосфере.

So what you end up with

В итоге получаем облако

is a cloud with a small number of larger droplets.

с малым количеством больших капель.

Well, along comes your ship,

Когда корабль подплывает,

and it's adding aerosols to the atmosphere

он добавляет аэрозолей в атмосферу

and to the clouds.

и в облака.

The water gets distributed over those aerosols,

Вода распределяется по этим аэрозолям,

and you now have a cloud with a large number of smaller droplets.

и теперь у вас есть облако с большим количеством мелких капель.

This change in droplet size increases the reflectivity of the cloud.

Это изменение размера капель увеличивает отражательную способность облака.

Now this is not just happening where ship emissions are mixing into clouds.

Теперь это происходит не только там, где выбросы судов смешиваются с облаками.

This is actually mostly happening over broad regions of the planet

В основном это происходит больше в обширных регионах планеты,

where pollution aerosols mix into clouds.

где загрязняющие аэрозоли смешиваются с облаками.

So I've shown you here a very striking example

Я показала вам здесь очень яркий пример того,

of where pollution aerosols are clearly making clouds more reflective.

как загрязняющие аэрозоли явно усиливают отражение облаков.

But this actually doesn't always happen.

Но на самом деле так бывает не всегда.

And why is that?

Почему так происходит?

Well, I'm going to give you scientists' two very favorite answers.

Я дам вам два самых любимых ответа учёных.

It’s complicated. And it depends.

Это сложно и зависит от обстоятельств.

(Laughter)

(Смех)

If you have ever looked at clouds for very long,

Если вы когда-нибудь долго смотрели на облака,

you could see that they’re incredibly complex,

вы могли увидеть, что они невероятно сложны

and they are constantly evolving.

и постоянно меняются.

When you add aerosols to clouds,

Когда аэрозоли попадают в облака,

it doesn't just change their droplet size,

это не только меняет размер капель,

it actually can then change how they evolve

это может изменить их эволюцию,

in ways that also affect cloud brightness.

что также влияет на яркость облаков.

Depending on the details of the atmospheric conditions,

В зависимости от особенностей атмосферных условий,

clouds can be made either more or less reflective with the addition of aerosols,

отражение облаков можно повысить либо уменьшить, добавив аэрозоли,

or not really changed at all.

либо вообще не изменить.

But what we do know is that under the right conditions,

Но мы точно знаем, что при правильных условиях

aerosol additions to clouds can make them quite a bit brighter.

добавление аэрозолей в облака может сделать их немного ярче.

So this poses an interesting question.

И тут возникает интересный вопрос.

Might it be possible to rapidly reduce climate warming

Можно ли быстро уменьшить потепление климата,

by mimicking this effect

имитируя эффект,

that pollution aerosols are already having on clouds,

который уже оказывают на облака загрязняющие аэрозоли,

but do so by adding natural aerosols rather than pollution to clouds?

но сделать это, добавляя естественные, а не загрязняющие аэрозоли в облака?

Specifically by adding sea salt aerosol to clouds over the ocean,

В частности, добавляя аэрозоли морской соли в облака над океаном,

where sea salt aerosols already act as seeds for cloud droplet formation.

где они уже служат источником образования облачных капель.

Well we start with studying this problem using computer models.

Начнём с изучения этой проблемы с помощью компьютерных моделей.

And when we add tiny sea salt aerosols to the clouds over the ocean

Когда мы добавляем крошечные аэрозоли морской соли к облакам над океаном

in global climate models,

в глобальных моделях климата,

we find that brightening just a fraction of the clouds over the ocean

мы обнаруживаем, что осветление лишь небольшой части облаков над океаном

does, in fact, rapidly and significantly reduce climate warming

на самом деле значительно и быстро снижает потепление климата

from greenhouse gases.

из-за парниковых газов.

So these models indicate it is possible.

И эти модели указывают на то, что это возможно.

But here's the problem.

Но вот в чём проблема.

These global-scale models

Эти глобальные модели

used to study the climate impacts of marine cloud brightening,

использовали для изучения последствий повышения яркости морских облаков,

lack the ability to resolve all of these detailed interactions

но они не позволяют детально рассмотреть все эти взаимосвязи

between aerosols and clouds.

между аэрозолями и облаками.

So they can't tell us how much cloud brightening is possible or where.

Они не могут сказать нам, насколько и где возможно осветление облаков.

For that problem,

Для решения этой проблемы

we have to turn to models that cover much more localized areas of the globe

нужно обратиться к моделям, охватывающим более локализованные районы планеты,

but that include many, many more details about aerosols, clouds

они содержат гораздо больше сведений об аэрозолях, облаках

and how they interact.

и их взаимодействии.

So what we really need is better real-world data

Поэтому нам нужны более качественные реальные данные,

that we can use to test and inform these models

которые мы могли бы использовать для тестирования и обоснования моделей,

that we use to study marine cloud brightening.

используемых для изучения осветления морских облаков.

Now with this problem, as with many problems in the world,

Теперь, когда дело касается этой проблемы, как и других проблем в мире,

the devil is in the details.

дьявол кроется в деталях.

Many of the most uncertain aspects

Многие из наиболее неясных аспектов

of the potential for marine cloud brightening

потенциала осветления морских облаков

have to do with how really small-scale air motions in clouds,

связаны с тем, как небольшие движения воздуха в облаках,

we're talking over like a few square kilometers,

площадь которых лишь несколько квадратных километров,

respond to the addition of aerosols.

реагируют на добавление аэрозолей.

So being able to systematically study how clouds respond to aerosols,

Возможность систематически изучать реакцию облаков на аэрозоли,

just like a single plume of aerosols,

подобно тому, как они реагируют на один шлейф аэрозолей

over a small area of clouds,

на небольшом участке облаков,

could go a long way to improving these climate models.

может в значительной степени улучшить эти климатические модели.

And I want to tell you today about a powerful approach

И сегодня я хочу рассказать вам об эффективном подходе,

that our team is developing to do just that.

который наша команда разрабатывает именно для этого.

So based on what I just said,

Судя по тому, что я только что сказала,

you probably won't be surprised to learn

вы, вероятно, не удивитесь, узнав

that that approach is to add a single plume of sea salt aerosols

что этот подход в том, чтобы добавить один шлейф аэрозолей морской соли

to a small area of clouds over the ocean

на небольшой участок облаков над океаном

and see how those clouds respond.

и посмотреть, как облака реагируют на это.

Basically, to make a single clean ship track.

По сути, для того, чтобы очистить один путь судна.

Now, the observations for studies like this

Наблюдения за подобными исследованиями

would look a lot like those we've been doing for decades

будут очень похожи на те, которые мы проводили десятилетиями

to study how pollution aerosols are already affecting clouds.

для изучения того, как загрязняющие аэрозоли уже влияют на облака.

Research aircraft filled with specialized instruments

Исследовательские летательные аппараты, оснащённые специализированными приборами,

can be used to measure in great detail the atmospheric conditions

могут использоваться для детального измерения атмосферных условий

the aerosols, the clouds

аэрозолей, облаков

and how they all vary.

и их изменений.

The difference between what we've done here in the past

Разница между тем, что мы делали здесь в прошлом,

and what we would do with these new controlled aerosol studies,

и тем, что будем делать с новыми контролируемыми исследованиями аэрозолей,

is that we would be able to actually compare clouds

заключается в том, что мы сможем сравнивать облака

that have different aerosol concentrations

с разной концентрацией аэрозолей,

but that are otherwise the same.

но в остальном они одинаковы.

This would allow us to quantify where changes in cloud reflectivity

Это позволит количественно определить, где изменения в отражении облаков

are actually being caused by the aerosols,

на самом деле вызваны аэрозолями,

rather than just varying due to other factors.

а не просто воздействием других факторов.

Now it turns out that generating the sea salt aerosol plume

Оказалось, что создание аэрозольного шлейфа морской соли, обладающего

with the right characteristics for doing these controlled aerosol studies

нужными характеристиками для контролируемых аэрозольных изучений,

is a significant technological challenge.

представляет собой серьёзную технологическую задачу.

The aerosols need to be just right.

Аэрозоли должны быть подходящими.

To date,

До сих пор никто

no one has demonstrated the ability to generate

не продемонстрировал способность генерировать аэрозоли

both the size and quantity of aerosols you would need to do these studies

такого размера и количества, которые понадобятся для исследований,

where you would consistently and appreciably brighten marine clouds.

позволяющих постоянно и заметно осветлять морские облака.

As a climate scientist trying to better understand

Как учёный-климатолог, пытающийся лучше понять

how aerosols affect clouds and climate,

как аэрозоли влияют на облака и климат,

I am really thrilled to be part of a team

я очень рада быть частью команды,

that is developing a new instrument to meet that challenge.

которая разрабатывает новый инструмент для решения этой задачи.

Our new cloud aerosol research instrument is specifically designed

Наш новый прибор для исследования облачных аэрозолей специально разработан

to generate a very large number of very, very tiny sea salt aerosols.

для получения большого количества очень и очень мелких аэрозолей морской соли.

These aerosols are about 1,000th of the width of a human hair,

Размер аэрозолей составляет около тысячной от ширины волоса человека,

because that's the size that's ideal for marine cloud brightening.

потому что именно такой размер идеален для осветления морских облаков.

I'm also really excited to be able to tell you

Я также очень рада сообщить вам,

that we've just started our first scientific studies with this instrument.

что мы только начали научные исследования с использованием этого инструмента.

This happened just two weeks ago.

Это произошло две недели назад.

We've set up our new Coastal Atmospheric Aerosol Research and Engagement Facility

Наш Центр исследования и воздействия прибрежных атмосферных аэрозолей, CAARE,

on the flight deck of the USS Hornet Sea, Air and Space Museum

установлен на лётной палубе Музея моря, воздуха и космонавтики USS Hornet

in Alameda, California.

в Аламеде, штат Калифорния.

So on the Hornet,

И на корабле «Хорнет»

we are making observations at multiple locations

мы наблюдаем в нескольких местах

along the flight deck

вдоль лётной палубы

of the sea salt aerosol plume

шлейф аэрозоля морской соли,

that is being generated with our new instrument.

образующегося с помощью нашего нового прибора.

These measurements are going to allow us to study how the aerosol evolves

Эти измерения позволят нам изучить

as it's transported towards clouds.

эволюцию аэрозоля при переносе в облака.

It's also letting us study whether or not this instrument is delivering

И позволят нам выяснить, выбрасывает или нет наш прибор нужный аэрозоль

the right aerosol, with the right characteristics

с нужными характеристиками для его использования

for use in later studies at sea,

в последующих исследованиях в море,

of the single plume experiment and how clouds respond.

в эксперименте с одним шлейфом и как реагируют облака.

We've set up this study specifically at a museum

Мы организовали это исследование специально в музее,

to make it easily accessible to the public,

чтобы сделать его доступным для общественности,

educators and other researchers.

преподавателей и других исследователей.

And we consider this level of openness

И мы считаем такой уровень открытости

to be a really important part of our program.

очень важной частью нашей программы.

And that's because we're hoping

И всё потому, что мы надеемся

that the work at the CAARE research facility

что работа в исследовательском центре CAARE

can be the start of broader international engagement in this research,

может стать началом более широкого международного участия в исследовании,

particularly by our colleagues in historically marginalized communities

особенно со стороны наших коллег из маргинализированных сообществ,

who are the most vulnerable to climate change.

наиболее подверженных изменению климата.

Their direct engagement in this research is absolutely critical

Их непосредственное участие в исследовании крайне важно

to having equitable and informed discussions

для справедливого, информированного обсуждения вопроса о том,

about whether we ever would use marine cloud brightening to cool climate

будем ли мы когда-либо использовать осветление облаков для охлаждения климата

as a way of addressing climate risks.

в качестве способа устранения климатических рисков.

Now don’t get me wrong,

Не поймите меня неправильно,

marine cloud brightening will not reverse the effects of greenhouse gases.

осветление морских облаков не обратит вспять воздействие парниковых газов.

This is not a solution to the climate crisis.

Это не выход из климатического кризиса.

I really have to repeat that.

Я должна повторить.

This is not a solution to the climate crisis.

Это не решение климатического кризиса.

However, marine cloud brightening might be a way of treating

Но осветление морских облаков может стать одним из способов

the main symptom of the problem,

устранения основного симптома проблемы,

which is too much heat in the atmosphere and ocean.

заключающегося в чрезмерном нагревании атмосферы и океана.

We believe that the world needs the best information possible

Мы считаем, что миру нужна самая лучшая информация,

to decide whether approaches like marine cloud brightening

чтобы решить, могут ли подходы вроде осветления морских облаков

might be a component of how we chart a safer course

стать частью более безопасного курса в будущее,

into a future that now includes a rapidly and dangerously warming climate.

который сейчас включает быстрое и опасное потепление климата.

We also believe it's really critical

Мы также считаем,

that we better understand the evolving role of aerosols

что очень важно лучше понять меняющуюся роль аэрозолей

in climate change and the climate system

в изменении климата и климатической системе,

if we don't want to be flying blind

если не хотим закрывать глаза

into the coming couple decades of climate change.

на грядущие пару десятилетий изменения климата.

I hope that I've left you as excited as I am

Надеюсь, я воодушевила вас новыми возможностями,

about these new capabilities we're developing

которые мы разрабатываем

to study these really important questions.

для изучения этих действительно важных вопросов.

And I invite you all to come join us at our new CAARE research facility.

И я приглашаю вас присоединиться к нам в нашем исследовательском центре CAARE.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)