«Горячие точки». Необъяснимые волны экстремального тепла не вписываются в климатические модели

В 2023 году на планете был зафиксирован самый высокий уровень температур, который превысил средние показатели ХХ века. Этот показатель побил предыдущий, установленный в 2016-м году. Самые экстремальные показатели были зарегистрированы в последние годы: за 10 лет — 10 рекордов среднегодовых температур. При этом 2024 год уже попал в чемпионы в номинациях "самое жаркое лето" и "самый знойный день".

Однако на фоне повышения средних температур ученые отмечают и поразительное новое явление: в отдельных регионах наблюдаются повторяющиеся волны тепла, которые настолько экстремальны, что они выходят далеко за рамки того, что прогнозируют модели глобального потепления.

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, климатологи представили первую всемирную карту таких регионов, которые появились на каждом континенте, кроме Антарктиды. За последние годы, отмечают ученые, эти волны тепла убили десятки тысяч людей, иссушили урожаи и леса и спровоцировали разрушительные лесные пожары.

Недавние экстремальные климатические события, которые превысили предыдущие показатели, говорится в исследовании, вызывают обеспокоенность по поводу того, насколько современные климатические модели способны адекватно оценивать взаимосвязи между изменениями средней температуры и климатическими угрозами в разных регионах.

Речь идет об экстремальных тенденциях — они являются результатом процессов, которые мы не до конца понимаем.

• Кай Корнхубер, ведущий автор работы, внештатный научный сотрудник Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийской климатической школы и старший научный сотрудник Международного института прикладного системного анализа в Австрии.

Исследование рассматривает волны тепла за последние 65 лет, выявляя области, где экстремальная жара ускоряется значительно быстрее, чем в других местах. Это часто приводит к максимальным температурам, которые превышали норму на огромные, иногда поразительные, величины.

Например, девятидневная волна жары, обрушившаяся на северо-западное побережье США и юго-запад Канады в июне 2021 года, побила дневные рекорды в некоторых местах на 30 °C. Тогда лесные пожары уничтожили 90% канадского города Литтон, где накануне была зафиксирована рекордная температура в стране. А в американских штатах Орегон и Вашингтон сотни людей умерли от теплового удара и других заболеваний, вызванных экстремальной жарой.

Эти запредельные волны тепла наблюдались в основном в последние пять лет, хотя некоторые из них произошли в начале 2000-х и даже раньше. Наиболее пострадавшие регионы: густонаселенный центральный Китай, Япония, Корея, Аравийский полуостров, восточная Австралию и некоторые части Африки. Помимо них, ученые нанесли на карту северо-западные территории Канады и острова Канадского Арктического архипелага, южную оконечность Южной Америки и некоторые участки Сибири. На карте показаны также районы Техаса и Нью-Мексико.

Здесь в последние годы самые жаркие дни года нагреваются в два раза быстрее средних летних температур. Некоторые регионы особенно уязвимы, так как в них жители не имеют кондиционеры — раньше они были попросту не нужны. Между тем вспышки жары продолжаются: в сентябре этого года новые температурные рекорды были установлены в Австрии, Франции, Венгрии, Словении, Норвегии и Швеции.

Исследователи называют статистические тенденции «расширением хвоста» — то есть аномальным возникновением температур на самом верхнем пределе или за его пределами, чего можно было бы ожидать при простых сдвигах вверх средних летних температур. Но это явление происходит не везде; исследование показывает, что максимальные температуры во многих других регионах на самом деле ниже, чем предсказывали бы модели.

К таким регионам относятся обширные районы северной и центральной части США, и южно-центральной части Канады, внутренние части Южной Америки, большая часть Сибири, северная Африка и северная Австралия. В этих регионах также усиливается жара, но экстремальные значения растут с такой же или даже меньшей скоростью, чем те, которые предполагают изменения в среднем.

Более раннее исследование связывало волны тепла и засухи с колебаниями струйного течения — быстро движущегося потока воздуха, который огибает северное полушарие. Сжатое исторически холодными температурами на крайнем севере и гораздо более теплыми на юге, струйное течение обычно ограничивается узкой полосой. Но Арктика в среднем нагревается гораздо быстрее, чем большинство других частей Земли, и это, по-видимому, дестабилизирует струйное течение, заставляя его развивать так называемые волны Россби, которые засасывают горячий воздух с юга и задерживают его в умеренных регионах, где обычно не бывает экстремальной жары в течение нескольких дней или недель подряд.

Но это только одна гипотеза, и она, возможно, не объясняет все причины появления "горячих точек". Другое исследование выявило совокупность факторов. Некоторые из них, по-видимому, связаны с долгосрочным изменением климата, другие — со случайностью.

Исследование выявило нарушение струйного течения, похожее на волны Россби, которые, как считается, влияют на Европу и Россию. Также было обнаружено, что десятилетия медленного повышения температуры иссушали региональную растительность, так что когда наступал период жаркой погоды, у растений было меньше запасов воды для испарения в воздух, а это процесс, который помогает сдерживать жару.

И, наконец, третий фактор: серия атмосферных волн меньшего масштаба, которые собрали тепло с поверхности Тихого океана и перенесли его на восток на сушу. Как и в Европе, мало кто в этом регионе имеет кондиционер, потому что он, как правило, не нужен, и это, вероятно, увеличило число погибших.

Ввиду своей беспрецедентной природы эти волны тепла, как правило, связаны с очень серьезными последствиями для здоровья и могут быть катастрофическими для сельского хозяйства, растительности и инфраструктуры. Мы не готовы к ним, и мы можем не успеть адаптироваться достаточно быстро.

• Кай Корнхубер

Изображения: PNAS