Волны сильной жары в теплеющем мире не просто бьют рекорды – они их разрушают

Лето еще не закончилось, и мы видели волны тепла на Тихоокеанском северо-западе и в Канаде с температурами, которые были бы жаркими для Долины Смерти. Плюс огромные пожары, которые послали дым по Северной Америке, и смертоносные наводнения библейских масштабов в Германии и Китае. Ученые уже более 50 лет предупреждают об учащении экстремальных явлений, связанных с незначительными изменениями среднего климата, но многие люди были шокированы жестокостью недавних погодных катаклизмов.

Фото: https://newsbryansk.ru/

О роли изменения климата в таких экстремальных погодных условиях, как эта, важно понимать несколько вещей. Во-первых, люди выбросили в атмосферу столько углекислого и других парниковых газов, вызывающих потепление планеты, что изменилось то, что «нормально». Новое исследование, опубликованное 26 июля 2021, показало, что темпы глобального потепления связаны с увеличением уровня экстремальных температур. А во-вторых, не все экстремальные погодные явления связаны с глобальным потеплением.

Сдвиг кривой колокола

Как и многое другое, статистика температуры подчиняется колоколообразной кривой – математики называют это «нормальным распределением». Наиболее частые и вероятные температуры близки к средним, а значения, более далекие от среднего, быстро становятся гораздо менее вероятными. При прочих равных, небольшое потепление сдвигает колокол вправо – в сторону более высоких температур. Даже при сдвиге всего на несколько градусов действительно невероятные температуры в крайнем «хвосте» колокола случаются значительно чаще.

Поток побитых в последнее время температурных рекордов на североамериканском западе – отличный тому пример. Температура в Портленде достигла 116 градусов – на 9 градусов выше своего рекорда до наступления сильной жары. Это было бы крайностью на конце хвоста. Одно исследование показало, что волна тепла была бы «практически невозможна» без изменения климата, вызванного деятельностью человека. Волны сильной жары, которые когда-то были до смешного маловероятными, становятся все более обычным явлением, и становятся возможными невообразимые события.

Ширина колоколообразной кривой измеряется ее стандартным отклонением. Около двух третей всех значений попадают в одно стандартное отклонение от среднего. На основании исторических данных о температуре волна тепла в 2003 году, унесшая жизни более 70 000 человек в Европе, была на пять стандартных отклонений выше среднего значения, так что это был 1 случай на 1 миллион. Исследования же показали, что без исключения выбросов от ископаемого топлива подобное тепло может происходить несколько раз в десятилетие к тому времени, когда сегодняшние малыши станут пенсионерами.

Фото: https://www.pkmiac.ru/

Виновато ли изменение климата?

Существует базовая иерархия экстремальных явлений, которые, как показали научные исследования, больше всего подвержены антропогенному изменению климата. В верхней части списка находятся экстремальные явления, такие как волны тепла, на которые наверняка повлияет глобальное потепление. В них сходятся три линии доказательств: наблюдения, физика и компьютерное моделирование, предсказывающее и объясняющее изменения. В конце списка находятся вещи, которые могут быть вызваны повышением уровня парниковых газов, но доказательства для которых еще не убедительны. Вот неполный список.

1) Волны тепла: исследования показывают, что они обязательно резко увеличатся с глобальным потеплением, и это именно то, что мы наблюдаем.

2) Прибрежные наводнения: жара вызывает расширение океанических вод, поднимает уровень моря и тает ледяные щиты по всему миру. Как приливные наводнения, так и катастрофические штормовые нагоны станут гораздо более частыми, поскольку эти явления начнутся с более высокого среднего уровня из-за повышения уровня моря.

3) Засуха: более теплый воздух испаряет больше воды из водохранилищ, сельскохозяйственных культур и лесов, поэтому засуха усилится из-за увеличения потребности в воде, даже если изменения в количестве осадков различаются и их трудно предсказать.

4) Лесные пожары: на западе США и в Канаде тепло иссушает почву и растительность, обеспечивая более сухое топливо, готовое к горению. Леса теряют больше воды в жаркое лето, а сезоны пожаров становятся длиннее.

5) Уменьшение весеннего снежного покрова: снег начинает накапливаться позже осенью по мере повышения температуры, больше воды теряется из снежного покрова зимой, а снег тает раньше весной, уменьшая приток воды в водоемы, что поддерживает экономику полузасушливых регионов.

6) Очень сильные осадки: более теплый воздух может переносить больше водяного пара. Разрушительные ливни возникают из-за сильных восходящих потоков, которые охлаждают воздух и конденсируют пар в виде дождя. Чем больше воды находится в воздухе во время сильного восходящего ветра, тем больше может выпадать дождь.

7) Ураганы и тропические штормы: они получают свою энергию от испарения с теплой поверхности моря. Поскольку океаны нагреваются, более крупные регионы могут порождать эти штормы и давать больше энергии. Но ожидается, что изменение ветра на высоте снизит усиление ураганов, поэтому неясно, увеличит ли глобальное потепление ущерб от тропических штормов.

8) Экстремальные холода: некоторые исследования приписывают холодную погоду, которая опускается на юг с извилистыми струями – иногда называемая вспышками «полярного вихря» – потеплением в Арктике. Другие исследования решительно спорят о том, что потепление в Арктике может повлиять на зимнюю погоду дальше на юг, и эта идея остается спорной.

9) Сильные грозы, град и торнадо: эти штормы вызваны сильным нагревом поверхности, поэтому вполне вероятно, что они могут усилиться в теплом мире. Но их развитие зависит от обстоятельств каждого шторма. Пока нет свидетельств того, что частота торнадо увеличивается.

Фото: https://profile.ru/

Когда сильная жара разрушает записи

В новом исследовании волн жары Эрих Фишер и его коллеги из Швейцарского института атмосферы и климата изучили частоту недельных волн жары, которые не просто выходят за рамки прежнего климата, но и бьют рекорды с огромным отрывом. Ученые проанализировали моделирование климата за тысячи лет, чтобы выявить беспрецедентные тепловые явления, и обнаружили, что глобальное потепление, вызванное углем, нефтью и газом, обычно было связано с такими явлениями. Согласно моделям, эти рекордные недельные волны тепла не просто постепенно усиливаются с глобальным потеплением, а вместо этого наносят удар без предупреждения.

Исследователи показали, что рекордная жара гораздо более вероятна, чем это было поколение назад, и что эти разрушительные события будут происходить гораздо чаще в течение следующих нескольких десятилетий. Важно отметить, что они обнаружили, что вероятность этих беспрецедентных волн тепла связана со скоростью потепления – и что их вероятность заметно снижается, когда сокращаются выбросы ископаемого топлива.

Катастрофические последствия экстремальных погодных явлений зависят как минимум в такой же степени от людей, как и от климата. Свидетельства очевидны: чем больше будет сожжено угля, нефти и газа, тем сильнее будет нагреваться мир и тем более вероятно, что в любом конкретном месте будут возникать волны тепла, которые намного отличаются от того, что они испытывали.

Готовность к стихийным бедствиям может быстро потерпеть неудачу, когда экстремальные события превзойдут весь предыдущий опыт. Хорошим примером могут служить тающие силовые кабели трамвая в Портленде. То, как сообщества развивают инфраструктуру, социальные и экономические системы, планирование и готовность, может сделать их более устойчивыми – или более уязвимыми – к экстремальным явлениям.