Продолжение сжигания ископаемого топлива, вероятно, приведет к еще более экстремальным летам, чем в 2018 году, из-за его воздействия на реактивный поток. Однако быстрое исчезновение аэрозолей, образующихся в результате загрязнения, может смягчить воздействие до середины века, если такие страны, как Китай, постепенно откажутся от этого топлива, согласно международной группе ученых-климатологов, использующих климатические модели для прогнозирования изменений в возникновении так называемых квазиаэрозонов. - События резонансного усиления (QRA), связанные с постоянными экстремальными погодными явлениями.
Эти экстремальные пути струйного течения вызывают наводнения, засухи и лесные пожары. В 2018 году летняя погода включала наводнения в Японии, рекордные волны тепла в Северной Америке, Европе и Азии, лесные пожары в Греции и даже в некоторых частях Арктики. Жара и засуха в Калифорнии привели к худшему из когда-либо зарегистрированных сезонов лесных пожаров.
Стартовое течение и экстремальные погодные явления
События QRA вызывают экстремальную летнюю погоду, когда струйный поток демонстрирует широкие извилины с севера на юг и становится неподвижным с пиками и впадинами, зафиксированными на месте.
«Большинство возмущений стационарных струйных течений со временем рассеются», - сказал Майкл Манн, выдающийся профессор атмосферных наук и директор Центра изучения системы Земли. «Однако при определенных обстоятельствах волновое возмущение эффективно сдерживается атмосферным волноводом, что-то вроде того, как коаксиальный кабель направляет телевизионный сигнал. Тогда возмущения не могут легко рассеяться, и могут остаться очень большие колебания амплитуды в струйном потоке на север и юг. на месте, когда он вращается вокруг земного шара."
«Если одна и та же погода сохраняется в течение нескольких недель подряд в одном регионе, то солнечные дни могут превратиться в серьезную жару и засуху, а затяжные дожди могут привести к наводнениям», - сказал Стефан Рамсторф, Потсдамский институт климатических воздействий. Research (PIK), Германия.
По словам Манна, летом 2018 года воздействие изменения климата на экстремальные погодные условия перестало быть незаметным.
"Это разыгрывалось в режиме реального времени на экранах наших телевизоров и в заголовках газет в виде беспрецедентной картины экстремальных наводнений, засух, жары и лесных пожаров, охватывающих все полушарие", - добавил Манн.
Роль квазирезонансного усиления
Манн отмечает, что явление QRA сыграло важную роль в создании этого массива беспрецедентных погодных явлений в полушарии.
Предыдущая работа Манна и его коллег показала связь между экстремальными климатическими явлениями и вызванными климатом изменениями струйного течения. Хотя исследователи не могут точно идентифицировать события QRA в климатических моделях, одна вещь, которую модели климата очень хорошо фиксируют, - это изменение температуры.
«Было показано, что события QRA имеют четко определенные признаки с точки зрения широтных колебаний температуры в нижних слоях атмосферы», - объяснил Манн. «Изменение температуры в зависимости от широты и то, как она реагирует на увеличение концентрации парниковых газов, зависит от физики, которая хорошо изучена и хорошо представлена в климатических моделях».
Исследователи обнаружили, что модель усиленного арктического потепления - Arctic Amplification - которая замедляет струйный поток, также увеличивает частоту эпизодов QRA.
Соавтор исследования Дим Куму, работающий одновременно в PIK и VU Amsterdam, сказал, что мы еще недостаточно доверяем климатическим моделям, чтобы предсказывать эти типы экстремальных погодных эпизодов, потому что модели слишком грубые.
«Тем не менее, модели точно воспроизводят крупномасштабные закономерности изменения температуры», - добавил соавтор Кай Корнхубер из PIK.
Исследователи сообщают сегодня (31 октября) в Science Advances, что усиленное потепление в Арктике, называемое арктическим усилением, связанное с антропогенным изменением климата, одновременно замедляет струйный поток и увеличивает частоту эпизодов QRA.
Они обнаружили, что климатические модели, когда они используются для прогнозирования будущих изменений в экстремальном поведении погоды (поскольку они не в состоянии уловить явление QRA), скорее всего, недооценивают то, как будущее изменение климата может привести к более устойчивым летним экстремальным погодным явлениям, подобным этим летом 2018 года. Если двуокись углерода будет по-прежнему поступать в атмосферу, частота QRA и связанных с ними экстремальных погодных явлений будет продолжать расти с той же скоростью, что и в последние десятилетия.
Влияние аэрозоля на регулирование температуры
Однако парниковые газы - не единственное соображение при взгляде на будущее климата Земли. Хотя США и Европа перешли на «более чистые» методы сжигания угля, которые удаляют загрязняющие вещества, образующие аэрозоль, из выбросов, многие другие регионы мира этого не сделали. Аэрозоли - это взвешенные в воздухе частицы.
Если эти страны в середине века перейдут на более чистую технологию сжигания угля, тогда районы средних широт мира потеплеют, а усиление Арктики уменьшится. Это произойдет потому, что аэрозоли, особенно в средних широтах, где много солнца, охлаждают Землю, отражая тепло от планеты. Без этих аэрозолей эта область Земли будет нагреваться, что снизит дальнейшее увеличение QRA по мере уменьшения разницы в потеплении между Арктикой и средними широтами.
Однако к середине века, когда аэрозоли больше не производятся, парниковое потепление снова начинает доминировать в климате. Сокращение сжигания ископаемого топлива может предотвратить увеличение устойчивых летних экстремальных погодных явлений, хотя текущая частота летних сезонов, подобных 2018 году, вероятно, сохранится. «Будущее все еще в наших руках, когда речь идет об опасных и разрушительных экстремальных летних погодных условиях». Сказал Манн.«Это просто вопрос нашей силы воли, чтобы быстро перейти от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии».
Над этим проектом также работают Соня К. Миллер, программист-аналитик, Penn State; Байрон А. Стейнман, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в обсерватории Больших озер Миннесотского университета: Дулут; и Кай Корнхубер и Стефан Петри, Анализ системы Земли, Потсдамский институт исследований воздействия климата.
Федеральное министерство образования и исследований Германии частично финансировало этот проект.