Приближаясь ко второй половине века, в Соединенных Штатах, вероятно, увеличится количество дней с экстремальной жарой, частота и продолжительность периодов сильной жары, а также продолжительность вегетационного периода. В ответ ожидается, что социальные, сельскохозяйственные и экологические потребности увеличат спрос на и без того истощенные природные ресурсы, такие как вода и энергия. Исследователи из Университета Иллинойса разработали новые климатические модели с высоким разрешением, которые могут помочь политикам смягчить эти последствия на местном уровне.
В статье, опубликованной в журнале Earth's Future, профессор атмосферных наук Дональд Вьюблс, аспирант Зак Зобель и ученые из Аргоннской национальной лаборатории Джиали Ван и Рао Котамарти демонстрируют, как моделирование с повышенным разрешением может улучшить прогнозы климата будущего.
Многие климатические модели используют пространственное разрешение в сотни километров. Исследователи говорят, что этот подход подходит для глобальных моделей, рассчитанных на столетия вперед, но они не могут уловить мелкомасштабные особенности земли и погоды, влияющие на местные атмосферные явления..
«Наши новые модели работают с пространственным разрешением 12 км, что позволяет нам изучать локальные изменения в климатической системе на всей континентальной части США», - сказал Уэбблс. «Это разница между возможностью решить что-то такое маленькое, как округ Шампейн, по сравнению со всем штатом Иллинойс - это большое улучшение».
В исследовании рассматривались два разных прогноза выбросов парниковых газов в будущем: один сценарий «обычного ведения бизнеса», при котором потребление ископаемого топлива остается на своей текущей траектории, и другой, предполагающий значительное сокращение потребления к концу века. Группа подготовила данные для двух десятилетних прогнозов (2045-54 и 2085-94) и сравнила их с историческими данными (1995-2004) для контекста.
«Один из самых тревожных выводов в нашем прогнозе обычного развития событий показывает, что к концу века на юго-востоке США будут наблюдаться максимальные летние температуры через день, которые раньше случались только раз в 20 дней», - сказал Зобель..
Хотя в других регионах страны ожидаются значительные перепады температуры, хотя и не такие сильные, ожидается, что температурные перепады будут значительными.
«На Среднем Западе могут наблюдаться крупные необычные явления жары, такие как волна жары в Чикаго в 1995 году, унесшая жизни более 800 человек, которые станут более частыми и, возможно, к концу века будут происходить до пяти раз в год. - сказал Уэблс. «Волны жары увеличивают уровень смертности на Среднем Западе и Северо-Востоке, потому что люди в этих густонаселенных регионах не привыкли так часто справляться с такой жарой."
Экстремальные температуры и увеличенная продолжительность теплого сезона, вероятно, нанесут значительный урон урожаю и экосистеме, говорят исследователи. В таких районах, как американский Запад, который уже борется за ограниченные водные ресурсы, сезоны заморозков на больших высотах могут быть намного короче, что приведет к меньшему весеннему приливу талой воды, чем это необходимо в начале вегетационного периода..
«Высокое разрешение наших моделей может фиксировать региональные климатические переменные, вызванные местными формами рельефа, такими как горы, долины и водоемы», - сказал Зобель. «Это позволит политикам адаптировать ответные действия очень локально».
Новые модели концентрируются на температуре и не учитывают влияние региональных режимов осадков на воздействие ожидаемых климатических изменений. Исследователи планируют расширить свое исследование, чтобы учесть эти дополнительные переменные.
«Концепция глобального изменения климата может быть несколько абстрактной, и люди хотят знать, как эти прогнозируемые изменения повлияют на них в их сообществе», - сказал Вуэбблс.«Наши модели помогают ответить на эти вопросы, и именно это отличает нашу работу от более крупных исследований глобального масштаба».