Объединяя штормовые траектории и облака

Часто говорят об изменении климата с точки зрения «глобального потепления». Однако для понимания его последствий более важны региональные изменения ветров и осадков, которые зависят от реакции атмосферной циркуляции на рост концентрации CO₂. В августе в Гриндельвальде (Швейцария) прошёл воркшоп, посвящённый одному из ключевых для средних широт аспектов циркуляции — штормовым траекториям. Особое внимание уделялось их связи с облаками.

Штормовые траектории — это области наиболее частой активности циклонов. В Северном полушарии существуют два основных пути: над Тихим и Атлантическим океанами. Самые интенсивные штормы в этих зонах связаны с экстремальными погодными явлениями, приносящими сильные осадки, ветры и штормовые нагоны. Примеры — катастрофическое наводнение на Северном море 1962 года, ураган «Колумбус» на северо-западе США и шторм «Эш Уэнсдей» в том же году. Один из ключевых вопросов современной науки — станут ли такие экстремальные штормы чаще происходить по мере потепления климата и какую роль в этом играют облака.

Для ответа на этот вопрос необходимо фундаментальное понимание процессов, управляющих штормовыми траекториями. Воркшоп собрал 100 учёных со всего мира для обсуждения формирования траекторий, роли тропической конвекции, морского льда и стратосферы, их представления в климатических моделях и связи с экстремальными событиями. Особенно выделилась новая и важная тема — взаимодействие штормовых траекторий и облаков.

Часть докладов, включая выступление автора, была посвящена крупномасштабному климатическому влиянию: радиационный прогрев от облаков критически важен для реакции штормовых траекторий на изменение климата. В статье для Nature Geoscience (Voigt and Shaw, 2015) было показано, что облака вызывают смещение траекторий к полюсам при глобальном потеплении. Этот эффект связан с подъёмом высоких ледяных облаков в тропиках, смещением к полюсу облаков средних широт и увеличением количества низких полярных облаков. Однако многие детали этих изменений остаются неопределёнными.

При этом базовое понимание штормовых траекторий во многом основано на «сухих» концепциях, разработанных для гипотетической атмосферы без воды и облаков. Важнейшей задачей будущих исследований станет объединение этих классических представлений с новыми данными о роли облаков для более точного прогнозирования реакции траекторий на потепление. Есть основания ожидать значительного прогресса в этой области в ближайшее десятилетие, чему способствуют инициативы Всемирной программы исследований климата, предстоящая масштабная полевая кампания в Северной Атлантике и сближение метеорологического и климатического научных сообществ.