Климатолог: когда в Арктике тают льды, в Европе становится холоднее
Фото: Каменская Ольга / GeoPhoto
Директор Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН описал природу диагностики изменений климата и экстремальных погодных явлений
Портал «Научная Россия» взял интервью у климатолога, одного из ведущих российских специалистов в области диагностики и моделирования климатических изменений и экстремальных погодных явлений, директора Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, заведующего лабораторией климатологии Института географии РАН, доктора физико-математических наук, заместителя академика-секретаря отделения наук о Земле РАН, профессора РАН, академика Владимира Анатольевича Семенова.
В основе разговора были вопросы: какие технологии используются для прогнозирования экстремальных погодных явлений; какие факторы влияют на качество прогноза; как можно совершенствовать подобные прогнозы?
Владимир Семенов уточнил, что речь пойдет именно о гидрометеорологических экстремальных явлениях – не о геологических (землетрясениях и пр.): «Гидрометеорология изучает такие экстремальные явления, как сильные осадки, волны жары, проблемы, связанные с оттаиванием вечной мерзлоты, сильные порывы ветра, волны в океане, также связанные с интенсивным ветром. Здесь все сводится к задаче прогноза погоды, стоявшей перед человечеством, наверное, тысячи лет. Последние 150 лет к этой деятельности стали подходить систематически, <...> и в середине XX в. появились первые гидродинамические модели прогноза погоды. <...> Они дают нам возможность узнать, какая будет погода в течение следующих трех-пяти дней. За пределами семи-десяти дней прогностическая ценность, к сожалению, теряется. Проблема заключается даже не в моделях и нашем понимании протекающих процессов, а в самой сущности атмосферы, поведение которой теряет предсказуемость за пределами порога примерно в десять дней. Очень маленькие возмущения в состоянии атмосферы через десять дней приводят к такой серьезной ошибке в расчетах, такому сильному расхождению в динамике, что теряются знания о начальных условиях в системе».
А поскольку одна из задач климатологов – предсказывать опасные явления, то кроме детерминистского прогноза, при котором задаются начальные условия и определяется – что конкретно произойдет через три, пять, максимум десять дней, еще существуют вероятностные прогнозы, оценивающие риск того или иного события через месяц, несколько месяцев, полгода. В отдельных случаях, если речь идет о состоянии морского льда или температуре поверхности океана, подготовить вероятностный прогноз можно и на годы, а иногда даже на десятилетия вперед, утверждает эксперт.
Но в природе всегда есть место неожиданному. Одним из исследований академика Владимира Семенова было изучение механизмов аномально холодных зим в Евразии. Известно. что температура на Земле повышается из-за глобального потепления – на протяжении XX в. она выросла примерно на 1 °C, но потепление ускорилось с середины 1970-х гг. И вдруг в начале XXI в. на территории Европы ударили аномальные зимние морозы, которые не наблюдались до этого в течение 50 лет. Скептики немедленно усомнились в реальности глобального потепления.
Однако оно, к сожалению, реально. А аномально холодные зимы в Евразии, согласно исследованию, были связаны с антициклоном, который развивается зимой над южной частью Баренцева моря – он препятствует прохождению теплых воздушных масс с Атлантического океана в Европу и в дополнение к этому «закачивает» на европейскую территорию холодный арктический воздух. Ученые обнаружили, что этот антициклон может быть связан с сокращением площади морских льдов в Арктике
Таким образом был установлен климатический парадокс: в Арктике тают льды, в зимний период Баренцево море сейчас практически полностью свободно от льдов, и с его поверхности в атмосферу испаряется огромное количество тепла, из-за чего в Арктике становится на 6–8 °C теплее, чем обычно. Повышенная температура воздуха над Баренцевым морем воздействует на атмосферную циркуляцию – из-за того что там теплее, «возникают восходящие потоки воздуха, образующие подобие купола тепла, закручивающего воздух в антициклоническом направлении, по часовой стрелке», – поясняет эксперт. Возникающий антициклон блокирует перенос в Европу теплого воздуха с Атлантики и заносит туда холодный воздух из Арктики: это первое заключение, к которому пришли ученые. Второй сделанный вывод заключается в том, что этот отклик атмосферы – нелинейный: когда Арктика нагревается, сначала возникает циклон, затем, как в настоящий период, – антициклон, а если Арктику совсем «разогреть», опять получается циклон.
Выходит, что у изменения климата есть и такие необычные последствия, когда «учащение аномально холодных зим парадоксальным образом оказывается связанным с повышением температуры воздуха и сокращением площади морских льдов в Арктике».
Кроме того, есть свои тонкости у прогнозирования поведений циклона и антициклона: поведение циклона предсказуемо – он инерционен и движется с потоком, поэтому можно с уверенностью сказать, что – к примеру – «два дня он будет находиться там, через два дня окажется здесь». Кроме того, можно предсказать, когда циклон потеряет свою энергию и разрушится – к примеру, через пять дней. А антициклон – очень сложный объект исследований. И усилия современной динамической метеорологии, наверное, во многом направлены именно на то, чтобы повысить предсказуемость таких явлений, – считает ученый.
Среди проблемных регионов России, наиболее подверженных воздействию экстремальной погоды, Владимир Семенов назвал северные: «Где оттаивает вечная мерзлота, где возведена очень плотная инфраструктура, как жилая, так и предназначенная для добычи полезных ископаемых. Сюда можно отнести Якутск и другие города, где дороги, мосты и прочие сооружения построены на вечной мерзлоте. Особенно опасные экстремальные погодные явления атакуют регион Дальнего Востока».
Но в каждом регионе – свои опасности, и – больше интересного и очень увлекательного, раскрывающего секреты диагностики климатических иззменений – «прогнозов погоды» – можно узнать в полном тексте (и видео) интервью академика Владимира Анатольевича Семенова порталу «Научная Россия». Выдающийся ученый со впечатляющим перечнем регалий умеет рассказывать о сложном и непонятном очень доступным языком. Кроме того, там идет речь еще об одном крайне актуальном исследовании – изменении особенностей экстремальных осадков в современных условиях: о катастрофических ливнях в одних местах и засухах в других.