В паре новых статей исследовательская группа под руководством ученых из Парижского университета наук и литературы и Национального центра атмосферных исследований (NCAR) показывает, что морской лед вокруг Аляски может в значительной степени уступить место открытой воде в более теплые месяцы, создавая достаточный источник влаги для атмосферы. Эта влажность в сочетании с более высокими температурами, способными удерживать больше водяного пара, к концу столетия при высоких выбросах парниковых газов приведет к усилению летних штормов над Аляской.
«Аляска может ожидать в три раза больше штормов, и эти штормы будут более интенсивными», – сказал ученый NCAR Андреас Прейн, соавтор новых статей. «Будет совсем другой режим осадков."
Грозы распространятся по всей Аляске, даже в далеких северных регионах, где о таких штормах практически не слышно.
В более южных регионах штата, где в настоящее время случаются периодические грозы, штормы станут гораздо более частыми, а максимальная норма осадков увеличится более чем на треть.
Ученые использовали набор передовых компьютерных моделей и специализированный алгоритм для моделирования будущих погодных условий и отслеживания источников влаги в атмосфере. Они отметили, что воздействие на Аляску можно было бы значительно уменьшить, если бы общество ограничило выбросы.
Результаты имеют далеко идущие последствия для 49-го штата. Наводнение уже является самым дорогостоящим типом стихийного бедствия в центральной части Аляски, а лесные пожары, вызванные ударами молнии, представляют собой серьезную опасность.
«Мы подозреваем, что растущее количество гроз может иметь серьезные последствия, например, усилить весенние паводки или вызвать новые лесные пожары», – сказал Базиль Пужоль, ученый из Парижского университета наук и литературы и ведущий автор обоих исследований. "Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить вероятность возникновения этих воздействий и, если да, то их потенциальные последствия для экосистем и общества."
Исследования, опубликованные в Climate Dynamics, финансировались Национальным научным фондом, который является спонсором NCAR, и Европейским исследовательским советом.
Сильный климатический сдвиг
Ожидается, что к концу века Аляска потеплеет на 6-9 градусов по Цельсию (около 11-16 градусов по Фаренгейту), если общество выбросит большое количество парниковых газов. Огромный штат уже испытывает разрушительное воздействие более высоких температур, включая более длительные сезоны лесных пожаров, рекордные волны тепла, а также оползни и воронки, вызванные таянием вечной мерзлоты.
Если грозы станут более частым явлением на Аляске, это станет серьезным изменением климата штата.
Организованные конвективные штормы, в том числе мощные системы гроз, часто возникают в тропиках и средних широтах, где атмосфера влажная, а солнечное нагревание создает нестабильность и быстро поднимающиеся частицы воздуха. Напротив, более холодная Арктика создает неблагоприятную среду для сильных гроз.
В первой статье, посвященной тому, как грозы на Аляске могут измениться в конце этого столетия, авторы сравнили компьютерное моделирование современного климата Аляски с условиями, ожидаемыми в конце столетия.
Они загрузили данные из глобальных климатических моделей в модель погодных исследований и прогнозирования (WRF) на основе NCAR с более высоким разрешением, которая позволила им создавать подробные симуляции погоды и климата Аляски. Затем они применили специализированный алгоритм отслеживания штормов, сосредоточив внимание на больших грозовых кластерах в моделировании, которое простиралось от десятков до сотен миль и производило более дюйма дождя в час – тип события, который может привести к далеко идущей вспышке. наводнения и оползни.
Чтобы подтвердить реалистичность моделей, авторы сравнили моделирование недавних атмосферных условий с наблюдениями за реальными условиями с помощью радара, спутников, датчиков молний и других источников.
Результаты показали, что частота гроз к югу от реки Юкон увеличилась примерно с одного раза в год до каждого месяца в теплое время года. Заметно увеличилась почасовая норма осадков, достигая 37% в разгар шторма. Кроме того, грозы стали появляться в регионах, где они раньше не возникали, например, на Северном склоне и Западном побережье.
Вторая статья была посвящена причинам увеличения количества гроз. После использования WRF и других моделей для разработки подробного представления атмосферы над Аляской, включая температуру, водяной пар и сезонный морской ледяной покров, исследовательская группа применила специализированную модель для отслеживания воздушных посылок до их источников.
«Наша цель состояла в том, чтобы определить источники влаги и связанные с ними изменения, которые будут способствовать такому значительному увеличению количества гроз над Аляской», – сказала ученый NCAR Мария Молина, соавтор второго исследования.
Результаты показали, что влажные воздушные массы из незамерзающих районов залива Аляска, Берингова моря и Северного Ледовитого океана обеспечат обильное топливо для штормов.
В более теплой атмосфере будут наблюдаться все более мощные грозы, которые с большей вероятностью будут организовываться и образовывать крупномасштабные скопления, увеличивая вероятность сильного дождя и молний.
Прейн сказал, что последствия учащения штормов на Аляске могут быть особенно серьезными, потому что ландшафт изменится из-за таяния вечной мерзлоты и миграции бореальных лесов на север.
«Вероятность внезапных наводнений и оползней определенно возрастает, и Арктика становится все более воспламеняемой», – сказал он. "Трудно представить, какими будут экологические изменения в будущем."
Эти результаты моделирования двух исследований согласуются с наблюдаемым увеличением грозовой активности в арктических регионах. Авторы призвали провести дополнительные исследования в других высокоширотных регионах, чтобы понять, испытают ли они аналогичные изменения.
«Целенаправленное моделирование региональной климатической модели имеет большую ценность, чтобы уловить мелкомасштабные явления, такие как грозы, и открыть нам дверь, чтобы начать понимать более сложные способы, которыми изменение климата повлияет на многие аспекты жизни во всем мире. , – сказал ученый NCAR Эндрю Ньюман, соавтор первой статьи. «Эти два исследования показывают, что Арктика может испытать ранее невиданные погодные явления в дополнение к традиционно выделяемым изменениям, таким как потеря морского льда."