Североамериканская волна тепла показывает, что нам нужно понимать, как изменение климата изменит нашу погоду

Восемь дней назад прошёл дождь над западной частью Тихого океана у берегов Японии. Это событие не было особенно примечательным, но оно создало большие волны дважды. Сначала оно особым образом возмутило атмосферу, запустив колебание в струйном течении — «реке» очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, известное как волна Россби. Затем эта волна была направлена струйным течением на восток, к Северной Америке.

По пути волна усиливалась, пока не «разбилась», подобно океанской волне у берега. Её разрыв создал область высокого давления, которая оставалась стационарной над северо-западом Северной Америки в течение прошедшей недели. Это и привело к одной из самых экстраординарных волн тепла, которую мы когда-либо видели, побившей температурные рекорды на тихоокеанском северо-западе США и в западной Канаде вплоть до Арктики. В Литтоне (Британская Колумбия) на этой неделе была зафиксирована температура 49,6 °C, после чего там произошёл разрушительный лесной пожар.

Волны тепла возникают, когда у поверхности земли наблюдается высокое атмосферное давление, которое является результатом опускания воздуха. При опускании воздух сжимается и нагревается. Высокое давление — неотъемлемая часть атмосферной волны Россби, и эти системы движутся вместе с волной. Волна тепла возникает, когда такая система высокого давления перестаёт двигаться и надолго задерживается в одном регионе.

Истоки волн Россби, вызывающих волны тепла, часто находятся за тысячи километров к западу от места их воздействия. Для северо-запада Америки это западная часть Тихого океана. Важной особенностью является также то, что волны тепла часто сопровождаются сильными дождями ближе к экватору, которые не просто являются побочным эффектом, а активно усиливают и продлевают жару.

Понимание механизмов, вызывающих волны тепла, критически важно для прогнозирования их изменения по мере потепления планеты. Экстремально высокие температуры создаются атмосферными процессами, поэтому необходимо знать, как изменение климата влияет на сами погодные явления, их порождающие. Это гораздо более сложный вопрос, чем расчёт изменения средней глобальной температуры.

Климатические модели сходятся в том, что глобальное потепление изменит положение и силу струйных течений, но расходятся в прогнозах относительно волн Россби. Ответы на эти вопросы пока остаются неполными, отчасти потому, что ключевые процессы слишком детализированы для явного включения в современные крупномасштабные климатические модели.

Нам необходимо улучшить понимание того, как меняется погода на нагревающейся планете, поскольку именно погода оказывает наибольшее воздействие на людей и природные системы. Для этого потребуется создание климатических моделей, явно включающих мелкомасштабные погодные процессы (размером около километра), что, в свою очередь, потребует значительных инвестиций в вычислительные мощности. Также необходимо преодолеть искусственные границы между погодой и климатом в исследованиях, образовании и общественном дискурсе.