Дэвид Аппель, Phys.org
В последние десятилетия волны тепла в Северном полушарии стали сильнее. Здесь проживает около 90% населения мира, большая часть которого проживает в средних широтах . В Северном полушарии наблюдались более частые и сильные волны тепла и засухи — в Европе в 2003, 2010 и 2019 годах, в Северной Америке в 2018 и 2021 годах и в Восточном Китае в 2013 и 2022 годах.
Учитывая масштабы жертв и экономические потери , досадно, что прогнозировать эти события с помощью глобальных компьютерных моделей за пределами тропической зоны Земли сложнее , чем внутри нее. Теперь ученые из Китая показали, что ключевая глобальная климатическая связь изменилась с конца 1970-х годов, при этом наиболее сильные волны тепла и засухи наблюдались в Восточной Европе, Восточной Азии и юго-западной части Северной Америки. Их работа была опубликована в Nature Communications .
Как эмпирические наблюдения, так и данные моделирования указывают на существенную роль явления Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК) в этом изменении. До конца 1970-х годов ЭНСО косвенно влияло на бореальную летнюю циркумглобальную телесвязь таким образом, что модулировало индийский летний муссон. Эта связь ослабла, начиная с 1980-х годов, когда ЭНСО сместилось на запад, вызвав смещение предыдущих центров GCT.
ENSO, Эль-Ниньо-Южное колебание, представляет собой непериодическое изменение ветров и температуры воды над западной тропической частью Тихого океана, которое проявляется как Эль-Ниньо (более теплая поверхностная вода) и Ла-Ниньяс (более холодная поверхностная вода) в центральной и восточной экваториальной части Тихого океана. Эти изменения имеют глобальные последствия, причем первое часто увеличивает среднюю глобальную температуру поверхности, а второе уменьшает среднюю глобальную температуру поверхности, влияя также на количество осадков в определенных регионах. В эпоху антропогенного глобального потепления явление Эль-Ниньо часто приводит к рекордным температурам, как это произошло в 2023 и 2024 годах. «Южное колебание» происходит в атмосфере и связано с изменением температуры поверхности моря.
Циркуляция Уокера в декабре-феврале во время Ла-Ниньяс, на фоне аномалий температуры поверхности моря. Необычное охлаждение океана (синий) в центральной и восточной части Тихого океана и потепление над западной частью Тихого океана усиливают восходящую ветвь циркуляции Уокера к западу от 180° долготы. Кредит: NOAA Climate.gov рисунок Фионы Мартин
Модели ENSO, которые, как было показано, непредсказуемы, оказывают значительное влияние на климат в тропиках, осадки и производство сельскохозяйственных культур. Благодаря «телесвязям» они могут влиять и на отдаленные части земного шара, часто за тысячи километров. Одним из них является обнаруженная в 2005 году летняя бореальная (с июня по август) циркумглобальная телесвязь (ЦГТ), аномалия циркуляции атмосферы в верхних слоях тропосферы, возникающая летом в Северном полушарии. Используя данные реанализа — наборы данных прошлых наблюдений за погодой и климатом — введенные в климатические модели, было обнаружено, что структура и изменчивость CGT изменились после конца 1970-х годов, вместе с другим глобальным масштабом, западной северо-тихоокеанской телесвязью. Но тогда это можно было предсказать только приблизительно за месяц вперед .
CGT состоит из волн Россби — инерционных волн, присутствующих во вращающейся жидкости — в верхних слоях атмосферы, с пятью волновыми числами, связанными со струйным течением Северного полушария, текущим с запада на восток.
Исследовательская группа из Китая во главе с Шанкаем Таном из Университета Сунь Ятсена и Гуандунской лаборатории в Чжухае (Китай), семью соавторами из Китая и одним из Гавайского университета в Маноа обнаружила, что волны Россби в северном полушарии сместились на половину длины волны с конца 1970-х годов. Используя данные об осадках, собранные из проекта реконструкции осадков Национального управления океанических и атмосферных исследований, а также данные о глобальном ветре, осадках, температуре поверхности и глобальной геопотенциальной высоте, предоставленные Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды Reanalysis 5 (ERA5), а также данные о температуре поверхности моря и осадках-эвапотранспирации из других баз данных, они использовали модель системы Community Earth System Model версии 2 Национального центра атмосферных исследований (NCAR) для проведения численных экспериментов с целью проверки CGT на предмет статистических доказательств любых изменений.
Почему изменение длины волны на половину? Одной из очевидных возможностей является изменение климата, вызванное деятельностью человека, но они обнаружили, что обнаруженное изменение не может быть смоделировано с использованием 24 современных климатических моделей из проекта сравнения сопряженных моделей, фаза 6, с известными антропогенными воздействиями, «что предполагает, что они вызваны естественной изменчивостью», пишут они.
Рассматривая аномальные годы летнего ЭНЮК, они обнаружили, что структура летнего ЭНЮК претерпела значительные изменения за несколько десятилетий, при этом температура поверхности моря сместилась на запад от экваториальной восточной части Тихого океана и чилийского побережья к экваториальной центральной части Тихого океана. (Было обнаружено, что это изменение было одинаковым как для Эль-Ниньо, так и для Ла-Ниньяс.) Нисходящее движение циркуляции Уокера привело к подавлению конвекции и осадков над тропическим западом северной части Тихого океана. Результатом цепочки атмосферных взаимодействий является смещение на половину длины волны на запад северотихоокеанского центра ЦГТ, «и других центров ниже по течению». Группа утверждает, что их работа может быть полезна для будущих улучшений моделей для составления прогнозов и предсказаний. «Более глубокое понимание недавних изменений структуры CGT, — пишут они, — должно помочь улучшить сезонные прогнозы среднеширотных волн тепла и засух в Северном полушарии, связанных с ENSO».
Более глубокое понимание взаимосвязи ENSO-CGT также должно улучшить прогнозы будущих изменений климата в том же регионе средних широт.
Дополнительная информация: Шанкай Тан и др., Недавние изменения в воздействии ЭНЮК на летнюю циркумглобальную телесвязь и экстремальные явления в средних широтах, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-55925-8
Информация журнала: Nature Communications
фото: Циркуляция Уокера в декабре-феврале во время событий Эль-Ниньо. Цвета представляют аномалии температуры поверхности моря (синий — прохладно, оранжевый — тепло). Аномальное потепление океана в восточной и центральной части Тихого океана (оранжевый) способствует смещению восходящей области циркуляции Уокера к востоку от 180° долготы. Кредит: NOAA Climate.gov рисунок Фионы Мартин
Исследуйте дальше — Ла-Нинья может вернуться, но изменение климата может ограничить его последствия