Исследователи изо всех сил пытались точно смоделировать изменения обильных летних дождей, которые проносятся по юго-западу США и северо-западу Мексики и известны ученым как «североамериканский муссон».
В отчете, опубликованном 9 октября в журнале Nature Climate Change, группа исследователей из Принстона и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) применила ключевой фактор улучшения климатических моделей - поправку на температуру поверхности моря - к сезон дождей.
В число авторов отчета входят Сальваторе Паскаль, младший научный сотрудник в области наук об атмосфере и океане (AOS); Том Делворт, преподаватель геолого-геофизических наук и АОС и научный сотрудник Лаборатории геофизической гидродинамики (GFDL) NOAA; Сара Капник, выпускница Принстона 2004 года и бывший постдоктор AOS, которая в настоящее время работает ученым-физиком в GFDL; младший научный сотрудник AOS Хироюки Мураками; и Габриэль Векки, профессор геолого-геофизических исследований и Принстонского института окружающей среды.
Когда они скорректировали постоянную погрешность температуры поверхности моря (SST) и использовали данные с более высоким разрешением для региональной географии, исследователи создали модель, которая точно отражает текущие условия осадков и предполагает, что будущие изменения могут иметь значительные последствия для региональной географии. водные ресурсы и опасности.
«Это исследование представляет собой фундаментальную науку, касающуюся физики североамериканского муссона, но связано с погодой для прогнозирования климата и повышения устойчивости нашего водоснабжения и реагирования на опасности», - сказал Капник.«Я в восторге от этого скачка вперед, направленного на улучшение наших моделей и потенциальных приложений, которые они предоставят обществу в будущем».
Их результаты подчеркивают возможность сильного сокращения количества осадков на северной окраине сезона дождей в ответ на потепление с последствиями для региональных водных ресурсов, сельского хозяйства и экосистем.
«Муссонные дожди имеют решающее значение для юго-запада США и северо-запада Мексики, однако судьба североамериканских муссонов весьма неопределенна», - сказал Паскаль, ведущий автор статьи. «Будущее муссонов окажет прямое влияние на сельское хозяйство, на средства к существованию».
Предыдущие модели общей циркуляции предполагали, что муссоны просто смещались позже, с уменьшением количества дождей в июле и увеличением количества осадков в сентябре и октябре.
«Согласно мнению, глобальное потепление задерживает сезон дождей… что мы также обнаружили при моделировании, если не скорректировать погрешности ТПМ», - сказал Паскаль.«Неконтролируемые предубеждения SST могут значительно изменить реакцию. Они могут обмануть нас, представив артефакты, которые не являются реальными».
После того как эти погрешности были скорректированы, исследователи обнаружили, что сезон дождей не просто задерживается, но и общее количество осадков резко сокращается.
Это имеет серьезные последствия для региональных политиков, пояснил Капник. «На планирование и строительство проектов водной инфраструктуры уходит от нескольких лет до десяти лет, и они могут длиться десятилетиями. Они требуют знания будущего климата… для обеспечения водоснабжения в засушливые годы. Ранее мы знали, что другие широко используемые глобальные модели не имеют надлежащего северного Американский муссон. Это исследование направлено на удовлетворение этой потребности и подчеркивает, что нам нужно сделать, чтобы улучшить модели североамериканского муссона и понять воду на юго-западе».
Новая модель также предполагает, что знаменитые грозы в регионе могут стать менее частыми, поскольку уменьшение количества осадков связано с повышением стабильности в нижней и средней тропосфере и ослаблением атмосферной конвекции.
«Североамериканский муссон также связан с экстремальными осадками, которые могут вызвать внезапные наводнения и гибель людей», - сказал Капник. «Знание того, когда начнется сезон дождей, и прогнозирование основных событий можно использовать для раннего предупреждения и планирования, чтобы избежать человеческих жертв и материального ущерба. Этот документ представляет собой первый важный шаг к созданию более совершенных систем для прогнозирования муссонных дождей».
Исследователи решили заняться этим регионом отчасти потому, что предыдущие модели с более грубым разрешением показали, что этот район будет высыхать, прогноз, который подтвердился засухами и лесными пожарами последних лет. Но большая часть этих засух объясняется сменой зимних бурь, сказал Паскаль.
Предполагается, что траектория шторма сместится на север, поэтому зимой в этих регионах может быть меньше дождей, но было очень неясно, что произойдет с муссонами, которые являются еще одним источником дождей в регионе. Мы не знали. «Я не знаю, и это важно знать», - сказал он.
В своей модели исследователи смогли выявить воздействие одного фактора за раз, что позволило им исследовать и количественно оценить реакцию муссонов на удвоение содержания углекислого газа в атмосфере, повышение температуры и другие индивидуальные изменения.
Паскаль подчеркивал ограниченность этой или любой другой климатической модели. «Их нужно использовать с пониманием их недостатков и использовать в соответствии с ожидаемым потенциалом, но не более того. Они могут дать нам вполне достоверную информацию о крупномасштабной атмосферной циркуляции, но если вы хотите посмотреть на региональные, мелкомасштабные эффекты, нужно быть очень осторожным», - сказал он. «Модели важны, но они не идеальны, а маленькие несовершенства могут привести к большим недоразумениям».
Он продолжил: «Мы не говорим: «Мы уверены, что это то, что будет», но мы хотели указать на некоторые механизмы, которые являются ключевыми и должны быть приняты во внимание в будущих исследованиях по Североамериканский муссон. Это сложный регион, поэтому будущие исследования покажут, были ли мы правы и в какой степени».