Хотя глобальные климатические модели различаются по многим параметрам, они сходятся в одном: в ближайшие десятилетия Средиземноморский регион станет значительно суше, а количество осадков в зимний сезон дождей потенциально уменьшится на 40 процентов.
Анализ, проведенный исследователями из Массачусетского технологического института, обнаружил основные механизмы, объясняющие аномальные эффекты в этом регионе, особенно на Ближнем Востоке и в северо-западной Африке. Анализ может помочь уточнить модели и добавить определенности их прогнозам, которые имеют серьезные последствия для управления водными ресурсами и сельским хозяйством в регионе.
Исследование, опубликованное на прошлой неделе в Journal of Climate, было проведено аспирантом Массачусетского технологического института Александром Туэлем и профессором гражданской и экологической инженерии Эльфатихом Эльтахиром.
Различные модели глобальной циркуляции изменяющегося климата Земли сходятся во мнении, что температура практически везде будет повышаться, а в большинстве мест - и количество осадков, отчасти потому, что более теплый воздух может переносить больше водяного пара. Тем не менее, «Есть одно серьезное исключение, и это район Средиземноморья», - говорит Эльтахир, который показывает наибольшее снижение прогнозируемого количества осадков на любой суше на Земле.
«При всех своих различиях все модели, похоже, согласны с тем, что это произойдет», - говорит он, хотя они различаются по величине снижения, варьирующейся от 10 до 60 процентов. Но никто ранее не мог объяснить почему.
Туэль и Эльтахир обнаружили, что прогнозируемое высыхание Средиземноморского региона является результатом слияния двух различных эффектов потепления климата: изменения динамики циркуляции верхних слоев атмосферы и уменьшения разницы температур между сушей и и море. Ни один из факторов сам по себе не был бы достаточным для объяснения аномального уменьшения количества осадков, но в сочетании эти два явления могут полностью объяснить уникальную тенденцию засухи, наблюдаемую в моделях.
Первый эффект представляет собой крупномасштабное явление, связанное с мощными высотными ветрами, называемыми струйными течениями средних широт, которые вызывают сильную и устойчивую погоду с запада на восток в Европе, Азии и Северной Америке. Туэль говорит, что модели показывают, что «одна из устойчивых вещей, происходящих с изменением климата, заключается в том, что по мере повышения глобальной температуры вы увеличиваете силу этих струй средних широт».
Но в Северном полушарии эти ветры наталкиваются на препятствия, такие как горные хребты, включая Скалистые горы, Альпы и Гималаи, и все вместе они создают некий волновой узор в этой устойчивой циркуляции, что приводит к чередованию зон с более высокими и более низкое давление воздуха. Высокое давление связано с чистым, сухим воздухом, а низкое давление связано с более влажным воздухом и ливневыми системами. Но по мере того, как воздух становится теплее, эта волновая картина меняется.
«Так получилось, что география Средиземноморья и гор влияет на структуру воздушного потока в верхних слоях атмосферы таким образом, что над Средиземным морем создается область высокого давления», - объясняет Туэль.. Эта область высокого давления создает сухую зону с небольшим количеством осадков.
Однако этот эффект сам по себе не может объяснить предполагаемое высыхание Средиземного моря. Это требует добавления второго механизма, уменьшения разницы температур между сушей и морем. Эта разница, которая помогает управлять ветрами, также будет значительно уменьшена изменением климата, потому что суша прогревается намного быстрее, чем моря.
«Что действительно отличает Средиземноморье от других регионов, так это его географическое положение, - говорит Туэль. «По сути, у вас есть большое море, окруженное континентами, чего нет больше нигде в мире.«В то время как модели показывают, что окружающие массивы суши нагреваются на 3-4 градуса по Цельсию в течение следующего столетия, само море нагревается только примерно на 2 градуса или около того. «В основном разница между водой и сушей со временем становится меньше», - говорит он.
Это, в свою очередь, усиливает перепад давления, увеличивая область высокого давления, которая приводит к циркуляции ветров по часовой стрелке, окружающих Средиземноморский бассейн. И из-за специфики местной топографии прогнозы показывают, что двумя областями, наиболее сильно пострадавшими от тенденции засухи, будут северо-западная Африка, включая Марокко, и регион восточного Средиземноморья, включая Турцию и Левант..
Эта тенденция является не просто прогнозом, она уже стала очевидной в недавних климатических тенденциях на Ближнем Востоке и в западной части Северной Африки, говорят исследователи. «Это районы, где мы уже фиксируем снижение количества осадков», - говорит Эльтахир. По его словам, вполне возможно, что снижение количества осадков в уже выжженном регионе могло даже способствовать политическим волнениям в регионе.
"На основании наблюдаемых данных об осадках мы документально подтверждаем, что в этой восточной части уже наблюдается значительное снижение количества осадков", - говорит Эльтахир. По его словам, тот факт, что основные физические процессы теперь понятны, поможет обеспечить серьезное отношение к этим прогнозам планировщиками в регионе. По его словам, это обеспечит гораздо большую уверенность, поскольку позволит им «понять точные механизмы, с помощью которых произойдет это изменение».
Эльтахир работает с государственными учреждениями Марокко, чтобы помочь им воплотить эту информацию в конкретные планы. «Мы пытаемся использовать эти прогнозы и посмотреть, как это повлияет на доступность воды», - говорит он. «Это потенциально окажет большое влияние на то, как Марокко планирует свои водные ресурсы, а также на то, как они могли бы разработать технологии, которые могли бы помочь им смягчить эти воздействия за счет лучшего управления водой в полевых масштабах или, возможно, за счет точного земледелия с использованием более высоких технологий."
Работа была поддержана совместной исследовательской программой Политехнического университета Мохаммеда VI в Марокко и Массачусетского технологического института.