Если общество продолжит выбрасывать парниковые газы в атмосферу нынешними темпами, американцам в конце этого века придется терпеть, в среднем, около 15 дневных рекордов максимальной температуры каждый раз, когда ртутный столбик достигает рекордно низкого уровня, новый исследования показывают.
Соотношение рекордно высоких и рекордно низких значений может оказаться намного выше, если темпы выбросов увеличатся и вызовут еще большее потепление, согласно исследованию, проведенному учеными из Национального центра атмосферных исследований (NCAR).
«Все чаще и чаще изменение климата будет влиять на американцев из-за рекордной жары», - сказал старший научный сотрудник NCAR Джеральд Мил, ведущий автор новой статьи.«Повышение средней температуры на несколько градусов может показаться незначительным, но оно коррелирует с заметным увеличением числа дней, которые жарче, чем когда-либо в истории, и ночей, которые останутся теплее, чем когда-либо в прошлом."
Соотношение рекордных максимумов и минимумов 15 к 1 основано на повышении температуры в континентальной части Соединенных Штатов чуть более чем на 3 градуса Цельсия (5,4 градуса по Фаренгейту) по сравнению с недавними годами, что примерно равно количеству потепления. ожидается при нынешних темпах выбросов парниковых газов.
За последнее десятилетие, напротив, отношение рекордно высоких температур к рекордно низким в среднем составляло примерно два к одному.
Новое исследование появится на следующей неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences. Он финансировался Министерством энергетики (DOE) и Национальным научным фондом (NSF), который является спонсором NCAR. Исследование было проведено в соавторстве с ученым NCAR Клаудией Тебальди и Деннисом Адамсом-Смитом, ученым, ранее работавшим в Центре климата, а теперь работающем в Лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований.
Горячие дни
В исследовании, проведенном в 2009 году, Мил и его коллеги обнаружили, что отношение рекордно высоких дневных температур к рекордно низким дневным температурам неуклонно увеличивалось с 1970-х годов по мере повышения средней температуры в Соединенных Штатах. Компьютерные модели того времени указывали на то, что соотношение может продолжать увеличиваться в течение этого столетия, хотя исследовательская группа рассмотрела только один сценарий будущих выбросов. Ученые также обнаружили, что модели завышали соотношение рекордно высоких и рекордных минимумов за последние годы по сравнению с наблюдениями.
Углубившись в проблему и проанализировав, почему модели отличались от наблюдений, Мил и его соавторы теперь подготовили более точный прогноз будущих рекордных дневных максимумов в США. Они основывали свои прогнозы на среднем повышение температуры над континентальной частью США, а не по конкретному сценарию будущих выбросов.
Примерно к 2065 году, например, температура в США вырастет в среднем чуть более чем на 3 градуса по Цельсию (5,4 градуса по Фаренгейту), если общество продолжит «обычное дело» увеличивать выбросы парниковых газов. Согласно такому сценарию, отношение рекордно высоких дневных температур к рекордно дневным минимумам, вероятно, будет примерно 15 к 1, хотя оно может варьироваться от 7 к 1 до 22 к 1, как показало исследование.
Если в этом столетии температура повысится еще больше, соотношение рекордно высоких и рекордных минимумов существенно возрастет. Например, если температура поднимется более чем на 4 градуса по Цельсию (7,2 градуса по Фаренгейту), американцы могут испытать около 38 рекордно высоких значений на каждый рекордно низкий уровень. Такой исход может произойти, если общество не предпримет никаких усилий по снижению выбросов парниковых газов.
«Каждая степень потепления имеет существенное значение, при этом соотношение рекордно высоких и рекордных минимумов становится намного больше», - сказал Мил.«Даже при гораздо более высоких температурах в среднем у нас все еще будет зима, и мы по-прежнему будем получать рекордно низкие температуры, но их количество будет очень небольшим по сравнению с рекордно высокими максимумами».
Если бы температура не повышалась, сказал Мил, соотношение рекордно высоких и рекордных минимумов было бы в среднем примерно один к одному.
Зато рекордно высокие температуры уже стали обычным явлением на большей части территории страны. Соотношение рекордных максимумов и минимумов составляло в среднем примерно 2 к 1 в течение первого десятилетия 21-го века, но от года к году наблюдаются значительные колебания. Соотношение составляло примерно 5 к 1 в 2012 году, снизилось примерно до 1 к 1 в 2013 и 2014 годах, а затем почти до 3 к 1 в 2015 году. до 24 519 рекордных дневных максимумов против 3 970 рекордных дневных минимумов - соотношение примерно 6 к 1.
Осадки и теплые 1930-е
Ключевая часть исследования заключалась в том, чтобы определить, почему модели в исследовании 2009 года имитировали несколько более высокие дневные рекордно высокие максимальные температуры по сравнению с недавними наблюдениями, в то время как между моделями было хорошее согласие и наблюдалось снижение рекордно низких минимумов.. Авторы сосредоточились на двух наборах симуляций, проведенных на основе Модели климатической системы сообщества на основе NCAR (версия 4), которая финансируется Министерством энергетики и NSF и разработана учеными-климатологами по всей стране.
Их анализ выявил две причины несоответствия между компьютерными моделями и наблюдениями.
Во-первых, модели склонны недооценивать количество осадков. Поскольку воздух охлаждается осадками и, как следствие, эвапотранспирацией - выделением влаги из земли и растений обратно в атмосферу - тенденция компьютерных моделей создавать чрезмерно сухую среду привела к более рекордно высоким температурам.
Во-вторых, первоначальное исследование 2009 года восходит только к 1950-м годам. Для нового исследования исследовательская группа также проанализировала температуры в 1930-х и 1940-х годах, то есть настолько далеко, насколько позволяют точные записи. Поскольку дни Пыльного котла 1930-х годов были необычно теплыми, когда многие температуры устанавливали рекордно высокие температуры, ученые обнаружили, что в последующие годы было труднее побить эти рекорды, даже когда температура потеплела. Однако, даже принимая во внимание теплые 1930-е годы, моделируемое и наблюдаемое соотношение рекордно высоких и рекордных минимумов увеличивалось.
«Неуклонный рост рекордного коэффициента является немедленным и ярким напоминанием о том, как наши температуры менялись и продолжают меняться, достигая беспрецедентных максимумов и меньшего количества рекордно низких уровней», - сказал Тебальди. «Эти изменения создают проблемы адаптации как для человека, так и для природных систем. Только существенное сокращение выбросов парниковых газов может остановить это увеличение или, по крайней мере, замедлить его темпы».