Исторический сезон ураганов 2020 года с его рекордными 30 тропическими штормами и ураганами привел к сотням смертей в Соединенных Штатах, ущербу в десятки миллиардов долларов и одному важному вопросу: это что? как будет выглядеть будущее?
Хотя большинство ученых-климатологов согласны с тем, что сила ураганов, по крайней мере, с точки зрения количества осадков, вероятно, будет увеличиваться по мере нагревания планеты, остается неопределенность в отношении частоты ураганов в будущем. Сегодняшние климатические модели предлагают ряд возможных вариантов будущего, некоторые из которых предсказывают увеличение частоты ураганов в Северной Атлантике, другие - ее уменьшение. Эти противоречивые результаты вызывают вопрос: способны ли эти модели вообще предсказывать частоту ураганов или они упускают какой-то жизненно важный процесс?
«Чтобы понять, заслуживают ли доверия эти модели, нам нужно посмотреть, могут ли они воспроизвести прошлое», - сказал Питер Хайберс, профессор наук о Земле и планетах, а также наук об окружающей среде и инженерии в Гарварде Джон А. Полсон. Школа инженерии и прикладных наук (SEAS). «Сегодняшние модели хорошо имитируют ураганы за последние 40 лет, но по мере того, как мы возвращаемся назад во времени, модели и данные все больше расходятся. Это поднимает важный вопрос: если модели не воспроизводят долгосрочную историю ураганов, должны ли мы доверять их долгосрочным прогнозам?"
В новой статье, опубликованной в журнале Science Advances, Хайберс и группа исследователей обнаружили, что эти модели на самом деле способны воспроизвести долгосрочную историю ураганов, но только если скорректировать историческую температуру поверхности моря. Исследование подчеркивает важность понимания закономерностей температуры поверхности моря и предполагает, что лучшее понимание этих закономерностей могло бы согласовать противоречивые прогнозы моделей и улучшить наше понимание того, как изменение климата повлияет на частоту ураганов в будущем..
Эта статья основана на предыдущем исследовании, в котором Хайберс и его команда выявили систематическую ошибку в исторических измерениях температуры поверхности моря и разработали комплексный подход для корректировки данных. Эта статья, опубликованная в 2019 году, позволила лучше понять, как со временем нагреваются океаны. Здесь исследователи применяют ту же поправку, чтобы смоделировать историческую частоту ураганов.
Температура поверхности моря играет решающую роль в формировании ураганов.
Частота атлантических ураганов зависит от характера температуры поверхности моря, особенно от тепла субтропической части Северной Атлантики, области, которая примерно простирается от оконечности Флориды до Кабо-Верде, по сравнению с тропическими океанами как в целом», - сказал Дуо Чан, бывший аспирант SEAS и первый автор статьи.
Когда субтропическая часть Северной Атлантики относительно теплая, это приводит к усилению атмосферной конвекции и увеличению числа атлантических ураганов. Когда субтропическая часть Северной Атлантики относительно прохладная, скорость образования ураганов снижается, отчасти из-за ветров, которые раскалывают прото-штормовые системы.
Когда современные климатические модели пытаются воспроизвести прошлые сезоны ураганов, они, как правило, предсказывают, что в период с 1885 по 1900 год их было слишком мало, а в период с 1930 по 1960 год - слишком много. Однако все эти модели основаны на исторических данных о температуре поверхности моря, которые указывают на относительно прохладную субтропическую Атлантику на рубеже 20-го века и на теплую Атлантику в середине 20-го века.
Но, как продемонстрировали Хайберс и Чан в предыдущем исследовании, эти исторические температуры поверхности моря содержат систематические ошибки. Их скорректированные температуры поверхности моря показывают, что субтропическая Северная Атлантика была более теплой с 1885 по 1920 год и относительно более прохладной в период с 1930 по 1960 год. Эти корректировки приводят частоту ураганов в соответствие с наблюдениями.
«Наши поправки к моделям температуры поверхности моря были разработаны независимо друг от друга и значительно улучшают навыки, с которыми модели воспроизводят исторические изменения ураганов», - сказал Хайберс. «Эти результаты повышают нашу уверенность как в исторических данных о температуре поверхности моря, так и в наших моделях и обеспечивают более прочную основу для изучения того, как изменение климата повлияет на частоту ураганов в будущем».
Исследование было проведено в соавторстве с Габриэлем А. Векки и Венчангом Янгом из Принстонского университета и частично поддержано Гарвардским глобальным институтом.