Повторили жару на компьютере

Климатологи создали математическую модель, которая объяснила аномальную жару в России 2010 года

Механизм, который объясняет аномальную жару в России 2010 года и другие экстремальные погодные явления, предложен учеными из Германии во главе с выпускником МГУ Владимиром Петуховым. Исследователи разработали модель, описывающую циркуляцию воздуха, и подтвердили ее работоспособность данными за последние 32 года.

В последние годы мир перенес сразу несколько природных катаклизмов, и пришлись они на разные страны и континенты. Это и чрезвычайная жара в 2010 году в России и Европе, в 2011-м — в США, и наводнение в Пакистане в 2010 году и суровая европейская зима-2011—2012. Ученые из Потсдамского института климатических исследований утверждают, что у всех этих явлений одна и та же природа —

нарушение циркуляции воздушных масс, что является прямым следствием антропогеннных факторов.

О том, как они пришли к таким выводам, ученые рассказывают в своей публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Важной частью глобальной циркуляции воздушных масс в умеренных широтах являются особые волны, перекачивающие воздух из тропических в арктические широты и назад. При восходящем движении они «всасывают» горячий тропический воздух в атмосферу над Европой, Россией или США, а при нисходящем то же самое происходит с холодным арктическим воздухом, — объясняет ведущий автор работы Владимир Петухов — выпускник МГУ, работавший во времена СССР в московском Институте физики атмосферы и в Ленинградском гидрометеорологическом институте, работающий сейчас в Германии. — Мы обнаружили, что во время нескольких экстремальных погодных явлений в последние годы эти волны почти полностью застывали на несколько недель, тогда как в нормальном режиме они должны осциллировать — постоянно менять направление. Таким образом, например, вместо внесения холодного воздуха на место теплого эти волны продолжали нести новые порции воздуха тропиков».

Время в данной ситуации имеет значение: люди легко выносят пару-тройку дней жары, но 20 или более дней — это стресс и для человека, и для среды. Ни жители умеренного пояса, ни природа, ни инфраструктура городов и уклад жизни не приспособлены к такой жаре.

Она и вызывает всплески смертности, лесные пожары и неурожаи, не говоря уже о косвенном экономическом ущербе.

В том, почему воздух перестал циркулировать в нормальном режиме, ученые винят антропогенные выбросы парниковых газов.

Они обращают внимание, что эти выбросы приводят не к равномерному потеплению, а к чрезмерной «суровости» климата. Например, в арктических широтах эффект потепления сильнее, так как его усугубляет таяние льдов. Это снижает разницу в температуре арктических и умеренных широт, а разница температуры — основной двигатель переноса воздушных масс. Играет роль и то, что из-за чрезвычайно высокой теплоемкости воды континенты нагреваются и остывают гораздо быстрее, чем океаны.

«Эти два фактора основные. За счет них естественный график воздухообмена нарушается, и «привозной» воздух задерживается в умеренных широтах слишком долго», — считает Петухов.

Он и его коллеги разработали математическую модель, которая описывает циркуляции воздуха, и с ее помощью показали, в каких условиях «волны» усиливаются или замирают. Правильность своей модели они проверили на данных US National Centers for Environmental Prediction — организации, которая ведет ежедневный учет данных о погоде. Правильность модели подтвердилась.

В моменты погодных катаклизмов со статистической достоверностью данных 90 процентов наблюдались нарушения нормальной циркуляции воздуха между тропиками и полюсами.

«До нас ученые уже связывали новейшие погодные катаклизмы с изменением климата, но мы первые, кому удалось обнаружить четкий механизм. Это важный результат, хотя не все так просто. Найденный нами механизм повышает вероятность экстремальных погодных условий, однако есть и другие факторы», — считает соавтор Петухова, директор института Ханс Иоахим Шеллнубер.

Действительно, изученный период в 32 года дает определенное представление, но для того, чтобы сделать окончательные выводы, является небольшим.