Высокодетальные прогнозы засухи на Западе США могут стать реальностью

Новая методика компьютерного моделирования, разработанная учёными из Национального центра атмосферных исследований (NCAR), открывает возможность прогнозирования летней засухи в западных штатах США на несколько месяцев вперёд с разрешением, позволяющим различать сухие условия в локациях всего в паре миль друг от друга.

Техника использует статистические методы и машинное обучение для анализа ключевых индикаторов засухи зимой и весной и корреляции их с вероятностью иссушения ландшафта следующим летом. Учёные считают, что этот подход, если его адаптируют для использования прогнозистами, может предоставить важную информацию для управления водными ресурсами, лесными пожарами и топливом, а также для сельского хозяйства. Прогнозы, сделанные за 1–3 месяца, смогли правильно идентифицировать возникновение летней засухи примерно в 81–94% случаев с разрешением 4 километра по сложному и часто засушливому западному региону США.

«Этот подход прогнозирует условия засухи до того, как они окажут наибольшее воздействие, — сказал учёный NCAR Ронни Аболафия-Розенцвейг, ведущий автор новой статьи. — Он даёт управленцам дополнительный инструмент, который они могут использовать для подготовки и принятия решений».

Укрепление устойчивости общества

Засухи могут иметь разрушительные последствия для здоровья и экономики, обойдясь США как минимум в 249 миллиардов долларов с 1980 года и создавая условия для масштабных пожаров. На Западе период с 2000 по 2021 год был самым засушливым 22-летним отрезком как минимум с 800 года, согласно данным по древесным кольцам. Только в 2021 году засуха и связанные с ней волны жары привели к сотням смертей в регионе.

Путь к более детальным прогнозам открыли новые наборы данных высокого разрешения: CONUS404 (симуляции гидрологических и климатических условий с разрешением 4 км по континентальной части США за 40+ лет) и PRISM (метеорологические наблюдения). Они позволили учёным выявить сложные взаимосвязи между климатом и условиями засухи поздней осенью и зимой и степенью иссушения следующим летом.

Учёные сосредоточились на предлетних климатических переменных, таких как температура, осадки и влажность, а также на удалённых океан-атмосферных паттернах, таких как Тихоокеанская многодекадная осцилляция. Они обнаружили, что общепринятые меры засухи — Индекс суровости засухи Палмера и Процентили влажности почвы — обладают сильной устойчивостью с зимы и весны до лета, что делает предлетнюю суровость засухи особенно важным предиктором летних условий.

Метод прогнозирования засухи может дополнить ранее разработанную этими же учёными технику прогнозирования пожаров. «Запад переживает уникальный период с точки зрения как засухи, так и пожаров, — отметил Аболафия-Розенцвейг. — Наличие инструментов, которые могут лучше информировать управление, становится всё более важным». Исследование подробно описано в статье в журнале Water Resources Research.