Тот факт, что глобальное потепление повысит температуру на суше, увеличив частоту засух и периодов сильной жары, очевиден, как и тот факт, что изменение климата изменит среднее количество осадков на суше. Однако до сих пор оставалось неясным, при каких условиях оба экстремальных явления произойдут вместе, известные как «составные жарко-сухие явления». Исследователи UFZ определили эти события как летние периоды, когда средняя температура была выше, чем в 90 % лет между 1950 и 1980 гг., а количество осадков было одновременно ниже, чем в 90 % этих лет.
В прошлом периоды засухи и периоды аномальной жары часто рассматривались отдельно; однако существует сильная корреляция между этими двумя событиями, которую можно увидеть в экстремальных условиях, испытанных в Европе в 2003 и 2018 годах. негативные последствия этих сложных экстремальных явлений часто более значительны, чем в случае одного экстремального явления», - говорит исследователь климата UFZ доктор Якоб Цшайшлер, последний автор исследования. До сих пор, однако, не было известно, от чего зависит будущее одновременное появление этих экстремальных явлений - неопределенности в явлениях, оцениваемых с помощью обычно используемых моделей моделирования климата, были слишком велики, чтобы можно было сделать надежные выводы..
Исследователи теперь использовали новый ансамбль моделей, включающий семь климатических моделей, чтобы уменьшить и лучше понять эти неопределенности. Каждое модельное моделирование проводилось до 100 раз для учета естественной изменчивости климата. Они изучили исторический период между 1950 и 1980 годами, сравнив результаты с результатами потенциального будущего климата, который на два градуса теплее, чем доиндустриальные условия.«Преимущество этих множественных симуляций заключается в том, что у нас есть гораздо больший объем данных, чем при использовании обычных ансамблей моделей, что позволяет нам лучше оценивать сложные экстремальные явления», - объясняет доктор Эмануэле Бевакуа, первый автор и исследователь климата в UFZ. Исследователям удалось подтвердить предыдущее предположение о том, что средняя частота сложных явлений жары и засухи будет увеличиваться с глобальным потеплением: в то время как частота составляла 3 процента между 1950 и 1980 годами, что по статистике происходит каждые 33 года, в климате, который на два градуса теплее, этот показатель составит около 12 процентов. Это будет четырехкратное увеличение по сравнению с изучаемым историческим периодом.
Исследователи климата также смогли определить на основе моделирования, что частота сложных жарких и засушливых явлений в будущем будет определяться не температурными тенденциями, а тенденциями осадков. Причина этого в том, что даже при умеренном потеплении на два градуса локальное повышение температуры будет столь велико, что в будущем всякая засуха в любой точке мира будет сопровождаться аномальной жарой, независимо от точного числа градусов по где температура повышается локально. Неопределенность в потеплении приводит к неопределенности в предсказании частоты сложных явлений жара-сухость всего в 1,5 процента. Это не учитывает температуру как решающий фактор неопределенности. Однако для осадков исследователи рассчитали неопределенность до 48 процентов. «Это свидетельствует о том, что локальные тренды осадков определяют, будут ли периоды засухи и жары происходить одновременно», - объясняет Эмануэле Бевакуа. Например, для Центральной Европы это означает, что в случае «влажной сюжетной линии» с увеличением количества осадков одновременные засухи и волны тепла будут происходить в среднем каждые десять лет, тогда как в случае «сухой сюжетной линии» с уменьшением количества осадков они будут происходить не реже одного раза в четыре года. Для Центральной Северной Америки эти события ожидаются каждые девять лет («мокрая сюжетная линия») и шесть лет («сухая сюжетная линия»). Эти региональные сюжетные линии тенденций осадков можно использовать в качестве основы для принятия решений по адаптации, например, для оценки наилучших и наихудших сценариев.
Однако, даже если мы знаем, что тренды осадков имеют решающее значение для возникновения одновременных засух и периодов сильной жары, все равно трудно предсказать их более надежно: «Изменение климата может сместить распределение осадков в определенных регионах. Характер осадков зависит от атмосферной циркуляции, которая определяет региональную погодную динамику посредством многочисленных взаимодействий на больших участках земного шара», - говорит Эмануэле Бевакуа. Поскольку динамика многих из этих процессов еще полностью не изучена, дальнейшее уменьшение этих неопределенностей будет затруднено.
Этот вывод о том, что тренд одной переменной определяет будущее возникновение двух одновременных экстремальных явлений с глобальным повышением температуры на два градуса, может также использоваться для других составных экстремальных явлений. Например, его можно применить к взаимодействию тропических штормов и волн тепла или морских волн тепла и экстремальных значений кислотности в океанах. «В этих случаях именно тенденция частоты штормов или закисления океана, соответственно, является решающим фактором, определяющим частоту совпадения двух экстремальных явлений в будущем», - говорит Якоб Цшайшлер.