Группа исследователей во главе с Океанографическим институтом Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего создала шкалу для характеристики силы и воздействия «атмосферных рек», длинных узких полос атмосферного водяного пара, переносимых сильными ветрами.. Они преобладают над Тихим океаном и могут доставлять в западную часть Соединенных Штатов большую часть осадков всего за несколько отдельных зимних штормов.
Они являются источником большинства самых сильных дождей и наводнений на Западном побережье и вносят основной вклад в водоснабжение. Например, примерно 80 процентов прорывов дамб в Центральной долине Калифорнии связаны с выходом на сушу атмосферных рек.
Шкала, описанная в четверг в Бюллетене Американского метеорологического общества за февраль 2019 года, присваивает атмосферным рекам (АР) пять категорий, используя в качестве критериев количество водяного пара, которое они несут, и продолжительность их пребывания в данном месте. Цель шкалы - описать ряд сценариев, которые могут оказаться полезными или опасными в зависимости от силы атмосферных рек.
Шкала была разработана Ф. Мартином Ральфом, директором Центра западных вод и экстремальных погодных явлений (CW3E) в Скриппсе, в сотрудничестве с Джонатаном Рутцем из Национальной метеорологической службы и несколькими другими экспертами. Он ранжирует атмосферные реки от 1 до 5 и создает категории «слабые», «умеренные», «сильные», «экстремальные» и «исключительные». Он использует количество водяного пара в атмосферной реке в качестве основы и период от 24 до 48 часов в качестве стандартного измерения продолжительности. Когда AR длится в области менее 24 часов, он понижается на одну категорию, но если он задерживается более 48 часов, он повышается. Этот подход основан на исследованиях, показывающих, что сочетание сильного переноса водяного пара с большой продолжительностью над местом является тем, что вызывает наибольшее воздействие. В отличие от шкалы ураганов, которую недавно критиковали за то, что она неадекватно отражает воздействие медленно движущихся ураганов более низкой категории, шкала AR основывается на продолжительности как на фундаментальном факторе.
Шкала ранжирует AR следующим образом:
- AR Cat 1 (Слабый): В первую очередь полезен. Например, 23 февраля 2017 года AR обрушился на Калифорнию, продлился 24 часа на побережье и вызвал умеренные осадки.
- AR Категория 2 (Умеренная): В основном полезно, но также и несколько опасно. Атмосферная река 19-20 ноября 2016 г. обрушилась на Северную Калифорнию, продержалась на побережье 42 часа и произвела несколько дюймов дождя, который помог пополнить низкие водоемы после засухи.
- AR Cat 3 (сильный): Баланс полезного и опасного. Атмосферная река 14-15 октября 2016 г. продержалась на побережье 36 часов, произвела 5-10 дюймов дождя, который помог наполнить водохранилища после засухи, но также привел к тому, что некоторые реки поднялись чуть ниже уровня паводка.
- AR Cat 4 (Экстремальный): в основном опасен, но также полезен. Например, атмосферная река 8-9 января 2017 года, которая сохранялась в течение 36 часов, вызвала до 14 дюймов дождя в Сьерра-Неваде и привела к тому, что по меньшей мере дюжина рек достигли стадии наводнения.
- AR Cat 5 (исключительно): в первую очередь опасно. Например, атмосферная река с 29 декабря 1996 г. по 2 января 1997 г. длилась более 100 часов на побережье Центральной Калифорнии. Связанные с этим сильные осадки и сток причинили ущерб на сумму более 1 миллиарда долларов.
Ральф считается ведущим специалистом по атмосферным рекам, которые были официально определены Американским метеорологическим обществом в 2017 году. Исследователи только начали изучать атмосферные реки в глубине за последние два десятилетия, основываясь на более ранних исследованиях внетропической структуры циклонов. и осадки, особенно в Соединенном Королевстве. За это время они также пришли к пониманию того, как эти события часто определяют разницу между годами наводнения и засухи в ключевых прибрежных регионах по всему миру, таких как Калифорния.
Ральф сказал, что шкала может стать важным инструментом для должностных лиц, которым необходимо оценить вероятность наводнения в их юрисдикции до того, как разразится шторм. В отличие от других шкал, которые сосредоточены в первую очередь на потенциальном ущербе, таких как шкала Фуджиты для торнадо или шкала Саффира-Симпсона для ураганов, шкала атмосферных рек учитывает не только штормы, которые могут оказаться опасными, но и штормы, которые могут принести пользу водным ресурсам. поставка.
Шкала признает, что слабые AR часто в основном полезны, потому что они могут улучшить водоснабжение и снежный покров, в то время как более сильные AR могут стать в основном опасными, например, если они поражают область с условиями, повышающими уязвимость, такими как ожоги шрамы или уже влажные условия», - говорят Ральф и соавторы в статье, опубликованной сегодня в февральском выпуске Бюллетеня Американского метеорологического общества за 2019 год. «Увеличенная продолжительность может усилить воздействие».
Соавторы статьи включают синоптиков, таких как метеоролог Джон Рутц и Крис Смоллкомб из Национальной метеорологической службы (NWS).
«Концепция AR принесла непосредственную пользу операциям NWS на Западе благодаря лучшему научному пониманию, более точным прогнозам осадков и лучшему средству информирования наших партнеров о воздействии», - сказал Рутц. «Шкала AR - это значительный шаг вперед, предоставляющий синоптикам инструмент для различения в первую очередь полезных и в первую очередь опасных штормов. Я ожидаю, что эта шкала будет принята и будет широко использоваться».
Предыдущий анализ показал, что на западном побережье, побережье Орегона принимает самые атмосферные реки в «экстремальном» диапазоне (AR Cat 4), в среднем около одной реки в год. Вашингтон принимает экстремальные атмосферные реки примерно каждые два года, район залива - примерно каждые три года, а Лос-Анджелес - каждые 10 лет. Атмосферная река 1996-1997 годов, которая нанесла самый большой ущерб от наводнения в Калифорнии с 1950 года, будет классифицирована как «исключительный» шторм AR. Самые сильные атмосферные речные штормы, ежегодно обрушивающиеся на побережье Южной Калифорнии, обычно попадают в диапазон от «умеренных» до «сильных» (категория AR 2-3).
Когда прогнозируются атмосферные речные штормы вдоль западного побережья, рейтинги по шкале будут обновляться и сообщаться через веб-сайт CW3E и дескриптор Twitter. Эта новая шкала дополнит данные, сезонные прогнозы и прогнозы осадков, предоставляемые центром в качестве ресурса для менеджеров по водным ресурсам, синоптиков, сотрудников чрезвычайных ситуаций, политиков и других.
Исследователи заявили, что шкала атмосферных рек предназначена в качестве инструмента для повышения ситуационной осведомленности перед сильным штормом таким образом, чтобы он широко отражал условия в регионе размером примерно 50 км. Он не предназначен для подробного представления условий в меньших пространственных масштабах, где изменчивая топография, типы земной поверхности и уязвимости сильно различаются и, таким образом, модулируют воздействие штормов.
«Эта шкала позволяет лучше понять потенциальную пользу и опасность прогнозируемого AR», - сказал соавтор Майкл Андерсон из Департамента водных ресурсов Калифорнии.«Он может служить координационным центром для обсуждения между менеджерами по водным ресурсам, персоналом реагирования на чрезвычайные ситуации и исследовательским сообществом, поскольку эти ключевые штормы, вызывающие водоснабжение и наводнения, продолжают развиваться в меняющемся климате».
«Синоптики в западной части США уже несколько лет используют концепцию AR в своих прогнозах, и многие ищут способ отличить полезные штормы AR от опасных», - сказал Рутц. «Шкала была разработана частично для удовлетворения этой потребности, и ожидается, что она будет широко использоваться».