Бесконечное лето и убывающая зима: как мы теперь определяем времена года?

Одним из наиболее заметных проявлений антропогенного (вызванного деятельностью человека) изменения климата является повышение температуры, которое, в свою очередь, влияет на характер и продолжительность четырёх сезонов. Каковы последствия? Более длительные лета, которые смещаются в сторону весны и осени, более короткие зимы, раннее наступление весны и позднее наступление осени.

Точное изучение того, как, в каком объеме, с какой скоростью и с какой интенсивностью происходят эти изменения и как они, по прогнозам, будут происходить в будущем, представляет огромный интерес ввиду их многочисленных последствий. Это касается не только природных экосистем, но и потребления и управления энергией, комфорта населения, а также изменения годового цикла и его последствий.

Понятие или определение лета и зимы интуитивно понятно и, казалось бы, просто. Однако точно и объективно определить и рассчитать времена года очень сложно; здесь нужно учитывать множество тонкостей и нюансов. На самом деле, ни в научном сообществе, ни в климатических исследовательских центрах нет единого мнения по поводу этого.

Как мы определяем летний день?

Существует множество подходов к определению сезонов, в зависимости от используемого метода. С одной стороны, это астрономический или климатический подход: с точки зрения астрономии, сезоны определяются по солнцестояниям и равноденствиям, а с точки зрения климатологии — по фиксированным трехмесячным периодам.

Таким образом, эти определения являются неизменными. Так, с астрономической точки зрения лето длится с 21 июня по 21 сентября (с небольшими колебаниями от года к году). А с климатической точки зрения оно соответствует месяцам июнь, июль и август.

С другой стороны, существует метеорологическое или термическое определение. Определить, соответствует ли конкретный день, помимо фиксированного календаря, условиям лета, осени, зимы или весны, можно на основе поведения его суточной температуры (средней, максимальной или минимальной).

Таким образом, широко распространенное в научном сообществе определение определяет как летний день тот, в который максимальная температура превышает 25 °C. Это значение является весьма общим средним показателем на планетарном уровне. Тем не менее, вполне логично, что те, кто живет в горных или пустынных районах, а также вблизи полюсов или экватора, не совсем согласны с тем, что именно эта температура определяет их летние дни. Среди прочих примеров, шведская метеорологическая служба устанавливает начало сезона при среднесуточной температуре от 10 °C.

В некоторых работах предлагается определять числовое значение для каждого региона на основе его климатологического среднего значения температуры (за последние 30–40 лет), хотя общего предложения относительно размера зоны и периода, который следует использовать, не существует. В Испании это изучалось как на основе средних значений за три месяца, так и на основе среднего значения за период с июня по сентябрь.

Кроме того, существует возможность использовать 75-й процентиль максимальной, минимальной или средней температуры. Предполагая, что температуры изменяются как плавная и однородная колебание в течение года, деля годовой цикл на четыре равные части, этот 75-й процентиль соответствовал бы 25 % самых теплых дней, то есть летних дней.

Существует еще одно интересное предложение: анализировать сезоны через распределение частот суточной температуры в течение года. Его форма более или менее симметрична, с центральным максимумом (сумма дней весны и осени) и двумя хвостами (лето и зима). Прогнозируемые в связи с глобальным потеплением изменения как среднего значения, так и ширины этого распределения, представленные в докладах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), могут быть полезны для изучения изменений сезонов.

Существуют также работы, в которых сезоны изучаются с совершенно иных точек зрения, например, с фенологической: по росту растительности и цветению. В качестве наглядного примера можно привести японскую вишню, по которой имеются данные за более чем 1 000 лет, что позволяет анализировать сезонную динамику температуры в огромных временных масштабах.

Хотя эти исследования ограничены в плане репрезентативности для крупных регионов, они очень наглядно демонстрируют связь между природными экосистемами и глобальным потеплением.

Как меняются времена года из-за глобального потепления?

Определение начала и конца сезона становится более сложной задачей, если учесть, что антропогенное изменение климата трансформирует эти модели. Многочисленные исследования указывают на очень значительные изменения в продолжительности и протяженности сезонов, и в частности лета: увеличение более чем на один день в год за последние три десятилетия во многих мегаполисах (Сидней, Миннеаполис, Токио); увеличение как минимум на одну неделю в большей части Северного полушария в последние десятилетия; или примерно на 2,5 дня за десятилетие в Европе за последние 70 лет.

Если сосредоточиться на Испании, то, например, лето в Кастилии-Ла-Манче за последние 40 лет удлинилось в среднем на 7 дней за десятилетие.

Изучая прогнозы на будущее, можно сделать вывод, что зимы, определенные на основе значений XX века, к концу XXI века практически исчезнут на Пиренейском полуострове. В глобальном масштабе любой из прогнозов выбросов парниковых газов предполагает лето продолжительностью около 6 месяцев и зиму — менее 2 месяцев.

Таким образом, глобальное потепление уже значительно изменило времена года, в частности самые экстремальные (лето и зима). В рамках различных направлений исследований эксперты сосредоточиваются на нескольких аспектах:

Более детальное изучение темпов изменений на местном уровне.

Анализ чувствительности изменений к различным сценариям выбросов парниковых газов.

Повышение точности различных методологий оценки сезонов, их изменчивости и стабильности.

Более тщательный анализ таких сезонов, как весна и осень, с целью выяснения, насколько они будут изменены, сокращены или сдвинуты, а также насколько резким может стать переход от зимних к летним условиям и наоборот.

Только углубленное изучение этих закономерностей позволит точно определить их воздействие и улучшить меры адаптации в контексте изменения климата.