Потепление в Арктике вызывает экстремальные погодные условия в средних широтах

Исследователи атмосферы из Института Альфреда Вегенера, Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца (AWI), создали климатическую модель, которая точно воспроизводит часто наблюдаемый извилистый путь струйного течения — мощного воздушного потока в Северном полушарии. Прорыв стал возможен, когда учёные объединили свою глобальную климатическую модель с новым алгоритмом машинного обучения для химии озона. Используя эту модель, они показали, что волнообразный путь струйного течения зимой и последующие экстремальные погодные явления, такие как вторжения холодного воздуха в Центральной Европе и Северной Америке, являются прямым следствием изменения климата. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports 28 мая 2019 года.

Струйное течение — это мощная полоса западных ветров в средних широтах, которая перемещает погодные системы с запада на восток. В последние годы наблюдения показывают, что эти ветра всё чаще ослабевают и движутся не по прямому пути, а гигантскими волнами. Зимой такие волны приводят к необычным вторжениям холодного арктического воздуха в средние широты, а летом ослабленное струйное течение вызывает продолжительные волны жары и засухи.

Машинное обучение позволило модели учесть роль озона

Ключевым шагом стало внедрение в глобальную климатическую модель интерактивного компонента для озонового слоя с помощью машинного обучения. Это позволило реалистично воспроизвести наблюдаемые изменения в струйном течении. Согласно выводам учёных, сокращение морского льда и усиление атмосферных волн вызывают значительное потепление полярной стратосферы, усиленное процессами в озоновом слое. Поскольку низкие полярные температуры — это «мотор» струйного течения, рост температур в стратосфере заставляет его ослабевать, что, в свою очередь, приводит к экстремальным погодным явлениям.

Ослабление струйного течения связано с изменением климата

Новая модель также позволила точнее определить причины этого явления. «Наше исследование показывает, что изменения в струйном течении, по крайней мере частично, вызваны потерей арктического морского льда. Если ледяной покров продолжит сокращаться, мы полагаем, что частота и интенсивность экстремальных погодных явлений в средних широтах возрастут», — говорит профессор Маркус Рекс, руководитель отдела атмосферных исследований в AWI. Он также подчеркивает, что участившиеся холодные периоды зимой в США, Европе и Азии не противоречат глобальному потеплению, а являются частью антропогенного изменения климата.

Это исследование знаменует значительный технологический прогресс: использование искусственного интеллекта в климатическом моделировании открывает потенциал для создания более реалистичных моделей и надёжных прогнозов. В рамках предстоящей арктической экспедиции MOSAiC учёные планируют собрать новые данные о льде и атмосфере, чтобы с помощью модели спрогнозировать будущее развитие арктического климата и его влияние на погоду в средних широтах.