На западе Соединенных Штатов и в северной Мексике, начиная с 2000 года, наблюдается постоянно удлиняющаяся череда засушливых лет, ученые уже некоторое время предупреждают, что изменение климата может подтолкнуть регион к экстремальной долгосрочной засухе, хуже, чем любой в записанной истории. Новое исследование говорит, что время пришло: мегазасуха, такая же сильная или худшая, чем что-либо даже из известной предыстории, очень вероятно, продолжается, и потепление климата играет ключевую роль. Исследование, основанное на современных наблюдениях за погодой, данных о годичных кольцах деревьев за 1200 лет и десятках климатических моделей, опубликовано на этой неделе в ведущем журнале Science.
«Предыдущие исследования были в значительной степени модельными прогнозами будущего», - сказал ведущий автор Пак Уильямс, биоклиматолог из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета. «Мы больше не смотрим на прогнозы, а на то, где мы находимся сейчас. Теперь у нас есть достаточно наблюдений за текущей засухой и записей годичных колец о прошлых засухах, чтобы сказать, что мы находимся на той же траектории, что и самые сильные доисторические засухи».
Надежные современные наблюдения датируются примерно 1900 годом, но кольца деревьев позволили ученым сделать вывод о годовой влажности почвы за столетия до того, как люди начали влиять на климат. Среди прочего, предыдущие исследования связали катастрофические естественные засухи, зафиксированные в годичных кольцах деревьев, с потрясениями среди коренных средневековых цивилизаций на юго-западе. Новое исследование является самым современным и всесторонним долгосрочным анализом. Он охватывает территорию, простирающуюся через девять штатов США от Орегона и Монтаны до Калифорнии и Нью-Мексико, а также часть северной Мексики.
Используя кольца многих тысяч деревьев, исследователи нанесли на карту десятки засух в регионе, начиная с 800 года нашей эры. Четыре выделяются как так называемые мегазасухи с крайней засушливостью, длящейся десятилетиями: конец 800-х, середина 1100-х, 1200-е и конец 1500-х годов. После 1600 г. были и другие засухи, но не такого масштаба.
Затем команда сравнила древние мегазасухи с показателями влажности почвы, рассчитанными на основе наблюдений за погодой за 19 лет с 2000 по 2018 год. уже превосходит три первых. Четвертый период, охвативший период с 1575 по 1603 год, возможно, был худшим из всех, но разница достаточно мала, чтобы находиться в пределах неопределенности. Кроме того, нынешняя засуха поражает более обширные территории более последовательно, чем любая из предыдущих, - это отпечаток глобального потепления, говорят исследователи. Все древние засухи длились более 19 лет - та, что началась в 1200-х годах, длилась почти столетие, - но все они начинались с того же пути, что и сейчас, говорят они.
Природа была причиной древних засух и до сих пор играет важную роль. Исследование, проведенное в прошлом году под руководством Натана Штайгера из Lamont, показало, что, среди прочего, необычно прохладные периодические условия над тропическим Тихим океаном (обычно называемые Ла-Нинья) во время предыдущих мегазасух смещали следы штормов дальше на север и лишали регион осадков. Такие условия и, возможно, другие природные факторы, по-видимому, также уменьшили количество осадков в последние годы. Однако авторы говорят, что в связи с глобальным потеплением средние температуры с 2000 года поднялись на 1,2 градуса по Цельсию (2,2 по Фаренгейту) выше, чем они были бы в противном случае. Поскольку более горячий воздух имеет тенденцию удерживать больше влаги, эта влага вытягивается из земли. Это усилило высыхание почв, и без того лишенных осадков.
В целом, исследователи говорят, что повышение температуры является причиной примерно половины скорости и силы нынешней засухи. Если бы это общее потепление было вычтено из уравнения, нынешняя засуха заняла бы 11-е место среди худших из обнаруженных - плохо, но далеко не то, во что она превратилась..
«Не имеет значения, является ли это именно самой сильной засухой за всю историю», - сказал соавтор Бенджамин Кук, который связан с Ламонтом и Институтом космических исследований Годдарда. «Важно то, что из-за изменения климата стало намного хуже, чем могло бы быть». Поскольку прогнозируется дальнейшее повышение температуры, засуха, вероятно, продолжится в обозримом будущем; или исчезнуть ненадолго, чтобы вернуться, говорят исследователи.
«Поскольку фон становится теплее, кости все больше загружаются в сторону более продолжительных и суровых засух», - сказал Уильямс. «Нам может повезти, и естественная изменчивость на какое-то время принесет больше осадков. Но в будущем нам потребуется все больше и больше удачи, чтобы вырваться из засухи, и все меньше и меньше невезения, чтобы вернуться к засухе». Уильямс сказал, что регион может оставаться засушливым на протяжении столетий. «Это не мой прогноз. прямо сейчас, но это возможно», - сказал он.
Климатолог Ламонта Ричард Сигер был одним из первых, кто предсказал в статье 2007 года, что изменение климата может в конечном итоге привести регион к более засушливому климату в 21 веке; в то время он предположил, что процесс, возможно, уже идет. К 2015 году, когда 11 из последних 14 лет были засушливыми, Бенджамин Кук провел дополнительное исследование, согласно которому потепление климата приведет к повторению катастрофических естественных засух доисторического периода во второй половине 21 века. Исследование 2016 года, проведенное в соавторстве с несколькими учеными Ламонта, подтвердило эти выводы. Теперь, говорит Кук, похоже, что они недооценили. «Это уже происходит», - сказал он.
Эффект ощутим. Мощные водохранилища озер Мид и Пауэлл вдоль реки Колорадо, которые обеспечивают сельское хозяйство региона, резко сократились. Вспышки насекомых опустошают высохшие леса. Лесные пожары в Калифорнии и в более широких районах на западе США увеличиваются по площади. Хотя 2019 год был относительно дождливым, что дает надежду на улучшение ситуации, ранние признаки показывают, что 2020 год уже находится на пути к возобновлению засушливости.
«Нет оснований полагать, что естественная изменчивость, задокументированная в палеоклиматических записях, не сохранится в будущем, но разница в том, что засухи будут происходить при более высоких температурах», - сказала Конни Вудхаус, климатолог. в Университете Аризоны, который не участвовал в исследовании. «Эти более теплые условия усугубят засухи, сделав их более суровыми, продолжительными и более распространенными, чем они были бы в противном случае».
Анджелин Пендерграсс, научный сотрудник Университета США. С. Национальный центр атмосферных исследований заявила, что, по ее мнению, еще слишком рано говорить о том, находится ли регион на пороге настоящей мегазасухи, поскольку исследование подтверждает, что естественные колебания погоды по-прежнему играют большую роль. Тем не менее, «хотя естественная изменчивость всегда будет играть большую роль в засухе, изменение климата усугубляет ситуацию», - сказала она..
Исходя из данных исследователей: 20-й век был самым дождливым веком за всю историю наблюдений за 1200 лет. Именно в это время демографический бум, и это продолжается. «20-й век дал нам чрезмерно оптимистичный взгляд на то, сколько воды потенциально доступно», - сказал Кук. «Это показывает, что подобные исследования касаются не только древней истории. Они касаются проблем, которые уже существуют».
Соавторы исследования также были Эдвардом Куком, Джейсоном Смердоном, Кейси Боллес и Сын Бэк, все из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти; Джон Абацаглу из Университета Айдахо; и Эндрю Бэджер и Бен Ливне из Колорадского университета в Боулдере.