Экстремальные погодные явления: худшее еще впереди

Климат теплеет слишком быстро, чтобы климатические и погодные модели могли полностью учесть происходящее. Andreas Thaller/Alamy Stock Photo

Экстремальные погодные явления по определению редки на нашей планете. Жестокие штормы, палящие волны жары и лютые холода показывают, на что способен климат в худшие времена.

Но то, что можно и нельзя считать нормальным, меняется. Поскольку климат Земли стремительно теплеет, главным образом в результате сжигания ископаемого топлива, меняется и спектр возможных погодных условий, в том числе экстремальных.

Ученые определяют “климат” как распределение погодных явлений, которые можно наблюдать в течение определенного периода, например, через минимальные и максимальные температуры, общее количество осадков или количество часов солнечного сияния. Из них они выводят статистические показатели, такие как средняя (или нормальная) температура.

Поскольку погода может измеряться в различных масштабах, от секунд до десятилетий, чем длиннее период, за который анализируется климат, тем точнее анализ отражает бесконечный спектр возможных атмосферных конфигураций.

Как правило, метеорологи и климатологи используют для описания климата 30-летний период, который обновляется каждые десять лет. Таким образом, самый последний климатический период длится с 1991 по 2020 год. Разница, наблюдаемая между одним 30-летним периодом и другим, является прямым доказательством изменения климата.

Однако такой способ представления климата перестает быть верным, когда сам климат стремительно меняется. За последние 30 лет средняя глобальная температура повышалась примерно на 0,2 °C в десятилетие, что означает, что в 1991 году климат планеты был примерно на 0,6 °C холоднее, чем в 2020 году (с учетом других годовых колебаний), и даже холоднее, чем сегодня.

Меняющийся горизонт для моделирования

Если климат состоит из ряда возможных погодных явлений, то такое быстрое изменение имеет два последствия.

Во-первых, это означает, что не все погодные явления, наблюдаемые в течение 30-летнего климатического периода, происходили в одном и том же глобальном климатическом контексте. Например, северные ветры 1990-х годов в северо-западной Европе были гораздо холоднее, чем в 2020-х, что связано с тем, что Арктика нагревалась почти в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру. Другими словами, статистика трех десятилетий назад уже не отражает того, что возможно сегодня.

Во-вторых, быстрая эволюция климата означает, что мы еще не обязательно столкнулись со всеми экстремальными погодными явлениями, которые может вызвать тепло, аккумулируемое атмосферой и океанами. В стабильном климате у ученых было бы несколько десятилетий, чтобы атмосфера приняла различные конфигурации и вызвала целый ряд экстремальных явлений (волны тепла, наводнения и другие засухи). Затем мы могли бы использовать эти наблюдения, чтобы понять все, на что способен климат.

Но в современном быстро меняющемся климате у нас есть всего несколько лет, а этого времени недостаточно, чтобы узнать все, на что способен этот меняющийся климат.

Экстремальные погодные условия, такие как засуха, являются серьезной проблемой для фермеров. EPA-EFE/Guillaume Horcajuelo

Экстремальные погодные явления требуют того, что метеорологи называют “идеальным штормом” – сочетания определенных факторов. Например, для экстремальных тепловых явлений в Великобритании обычно требуется перемещение воздушной массы из Африки на север, а также ясное небо, сухая земля и стабильная атмосфера, препятствующая образованию гроз, которые обычно рассеивают тепло.

По определению маловероятно, что все эти условия могут быть выполнены в одно и то же время. Многие годы могут проходить без них, в то время как климат продолжает меняться. Основываясь только на наблюдениях, мы можем оказаться совершенно неподготовленными к новым условиям, которые может создать климат, если все нужные погодные условия сложатся в одно и то же время.

Среди недавних примеров – экстремальная жара, охватившая северо-западную часть Северной Америки в 2021 году, когда температура была на 4,6°C выше предыдущего канадского рекорда. Или 40°C, измеренные в Великобритании летом 2022 года, которые были на 1,6°C выше предыдущего британского рекорда, установленного всего тремя годами ранее.

Отчасти именно по этой причине полное воздействие любого глобального потепления становится очевидным только через несколько десятилетий. Само собой разумеется, что мы больше не можем использовать этот метод, учитывая, что климат стремительно меняется.

Игра с огнем

Чтобы лучше понять эти экстремальные явления, ученые могут использовать ансамбли моделей, в которых погодные или климатические модели запускаются несколько раз, слегка изменяя начальные условия, чтобы представить диапазон правдоподобных результатов.

Ансамблевые прогнозы обычно используются для предсказания погоды, но их также можно применять для оценки риска экстремальных событий, которые могут произойти, даже если на самом деле они не произойдут в то время.

Когда в ансамблевых прогнозах британских метеорологов впервые появилось значение 40°C в преддверии жары в июле 2022 года, они фактически предсказали экстремальную погоду, которая возможна в современных климатических условиях.

Даже если этот прогноз не оправдался, само его появление в моделях показывает, что немыслимое теперь возможно. В данном случае ряд атмосферных факторов естественного происхождения в сочетании с фоновым глобальным потеплением привели к рекордной жаре, зафиксированной в Великобритании 19 июля того года.

Самая высокая температура, зарегистрированная каждый год в Великобритании с 1900 по 2023 гг. Met Office/Kendon et al. 2024

Даже если нет уверенности в том, что эти численные моделирования правильно отражают все процессы, связанные с экстремальными эпизодами жары, мы должны учитывать предупреждающие знаки.

Несмотря на рекордное глобальное потепление, лето 2024 года было относительно прохладным в Великобритании (и воспринималось как таковое, справедливо или нет, в части Франции). Однако в последние два года глобальные температуры значительно превышают все, что наблюдалось ранее. В результате возможные экстремальные явления, вероятно, стали еще хуже, чем те, что мы видели до сих пор.

В августе 2022 года нам все сошло с рук, но в следующий раз нам может не повезти.