Ученый-климатолог из Университета Коннектикута подтверждает, что более интенсивные и более частые сильные ливни, вероятно, продолжатся по мере повышения температуры из-за глобального потепления, несмотря на некоторые наблюдения, которые, кажется, говорят об обратном.
В исследовательской статье, опубликованной на этой неделе в Nature Climate Change, профессор гражданской и экологической инженерии Калифорнийского университета в Коннектикуте Гуйлин Ван объясняет, что данные, показывающие, что интенсивность сильных ливней снижается после того, как температура достигает определенного порога, являются просто отражением изменчивости климата. Это не является доказательством того, что существует фиксированный верхний предел температуры для будущего увеличения сильных дождей, после которого они начнут падать.
«Мы надеемся, что эта информация прояснит ситуацию и прояснит неразбериху вокруг этого вопроса», - говорит Ван, возглавлявший международную группу экспертов по климату, проводившую исследование. «Мы также надеемся, что это приведет к более точному способу анализа и описания изменения климата».
Климатологи и политики внимательно следят за сильными и продолжительными ливнями, поскольку они могут оказать разрушительное воздействие на местную окружающую среду и экономику. Эти разрушительные штормы могут вызвать катастрофические наводнения; перегружать очистные сооружения; увеличивают риск заболеваний, передающихся через воду; и уничтожить ценный урожай.
Текущие климатические модели показывают, что большая часть мира будет сталкиваться с более интенсивными и частыми сильными ливнями до конца 21-го века из-за более высоких температур, вызванных глобальным потеплением.
Но будет ли это увеличение количества экстремальных осадков продолжаться после конца века и как оно будет поддерживаться, менее ясно.
Метеорологические наблюдения с метеостанций по всему миру показывают, что зависимость интенсивности сильных ливней от температуры подобна кривой: она постоянно растет по мере повышения приземной температуры от низкой до средней, достигает пика, когда температура достигает определенного максимума, а затем падает. поскольку температура продолжает расти.
Эти наблюдения указывают на то, что разрушительные ливни могут в конечном итоге уменьшиться, как только температура поверхности достигнет определенного порога.
Однако Ван говорит, что пики, наблюдаемые в данных наблюдений и климатических моделях, просто отражают естественную изменчивость климата. Ее команда обнаружила, что по мере того, как Земля нагревается, вся кривая, представляющая взаимосвязь между экстремальными осадками и повышением температуры, смещается вправо. Это связано с тем, что пороговая температура, при которой интенсивность дождя достигает максимума, также повышается по мере повышения температуры. Поэтому количество экстремальных осадков будет увеличиваться, говорит она.
Взаимосвязь между осадками и температурой основана на науке. Проще говоря, более теплый воздух содержит больше влаги. Ученые даже могут сказать вам, сколько. Широко используемая в науке о климате теорема, называемая уравнением Клаузиуса-Клапейрона, гласит, что при повышении температуры на каждый градус количество влаги, которое может удерживать атмосфера, увеличивается примерно на 7 процентов. Интенсивность экстремальных осадков, которая пропорциональна атмосферной влажности, также увеличивается с коэффициентом масштабирования примерно на 7 процентов при отсутствии ограничений по влажности.
Проблема в том, что, когда ученые запустили компьютерные модели, предсказывающие вероятность экстремальных осадков в будущем, и сравнили эти результаты как с текущими наблюдениями, так и с температурным масштабированием, продиктованным так называемым «уравнением С-С», числа были выключены. Во многих случаях увеличение количества экстремальных осадков относительно температуры поверхности над сушей было ближе к 2-5 процентам, а не к 7 процентам. В своем анализе команда Ванга обнаружила, что средние локальные температуры поверхности увеличиваются намного быстрее, чем пороговые температуры для экстремальных осадков, и объяснила более низкую скорость масштабирования тем фактом, что более ранние исследования сравнивали экстремальные осадки со средними локальными температурами, а не с температурой в момент выпадения осадков. шли ливни.
«Есть много исследований, в которых люди пытаются определить, почему коэффициент масштабирования ниже 7 процентов», - говорит Ван. «Наше исследование показывает, что это неправильный вопрос. Если вы хотите связать интенсивность дождя с температурой, используя отношение C-C в качестве эталона, вы должны относиться к температуре, при которой происходит дождь, а не к средней температуре, которая долгосрочное среднее значение."
Кевин Тренберт, эксперт по глобальному потеплению и ведущий автор нескольких отчетов, подготовленных Межправительственной группой экспертов по изменению климата, присоединился к Вану в текущем исследовании. Тренберт в настоящее время является заслуженным старшим научным сотрудником отдела анализа климата Национального центра атмосферных исследований. Он разделил Нобелевскую премию мира 2007 года с бывшим вице-президентом Элом Гором как член МГЭИК. Тренберт объясняет полученные данные следующим образом:
"В целом количество экстремальных осадков увеличивается с более высокими температурами, потому что воздух может удерживать больше влаги, хотя это зависит от наличия влаги. Но после определенного момента все происходит наоборот: температура реагирует на осадки, или, точнее говоря, условия, приводящие к осадкам, [такие как обширная облачность или поверхностная влажность]. Наиболее очевидным примером этого является засуха, когда осадков нет. Другой пример - облачные, ненастные условия, когда влажно и прохладно. Связывая изменения количества осадков с температурой, где соотношение меняется на противоположное, - вместо средней температуры, как в предыдущих исследованиях, - мы можем понять различия и изменения. Более того, это означает, что нет предела изменениям, которые могут произойти, иначе можно было бы заподозрить, если бы существовала фиксированная связь».