Данные о снеге за 600 лет показывают, как меняются зимы в Европе

Фото из открытых источников

Привычная картина зимнего снега в Европе — это неуклонное, равномерное сокращение его количества. Зимы становятся теплее, снег с каждым годом тает все сильнее, равномерно, повсюду. Лыжный сезон открывается поздно, а склоны гор в декабре остаются зелеными. Правда однобока. До недавнего времени статистика была слишком скудной, чтобы показать, как развивались события после этого поражения, или имело ли оно вообще какой-либо прецедент.

Шесть веков перестроенных зим рассказывают теперь более странную историю. Снег исчезает в одних частях сезона и забивается в других. Работа была начата в исследовательском институте Eurac Research в Больцано, Италия. Там Клаудия Нотарникола и ее коллеги воссоздали европейские зимы месяц за месяцем, начиная с 1421 года. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Более ранние записи либо носили локальный характер, либо охватывали только последние десятилетия. Эта же запись охватывает весь континент. Они обучили модель машинного обучения на основе проверенных временем входных данных, охватывающих несколько столетий. Температура и количество осадков были получены из долгосрочной реконструкции климата, а также отслеживались широта и долгота каждого местоположения.

Модель научилась определять, как эти условия приводят к выпадению снега на земле. Обучение проводилось в течение примерно 200 лет, в течение которых климатические данные и показания снежного покрова совпадали, а затем были добавлены данные за предыдущие столетия.

При проверке на основе скрытых данных ежемесячные оценки модели точно совпадали с реальными измерениями количества снега. На протяжении большей части этих шести столетий ежегодное количество снега колебалось, никуда не перемещаясь. Холодные десятилетия приносили обильные снегопады, более мягкие — меньше, а долгосрочное среднее значение почти не менялось.

Затем, примерно в 1850 году, ледник наклонился вниз и продолжал падать. Этот период совпадает с Малым ледниковым периодом, чередой холодных, снежных зим, которые длились столетиями, прежде чем исчезнуть в 1800-х годах.

В процессе реконструкции этот старый, заснеженный мир сначала держится стабильно, а затем быстро рушится. Спад слишком резкий, чтобы списать его на ежегодные колебания, и его сроки точно определены — всего несколько десятилетий.

Более раннее исследование снежного покрова в Альпах выявило тот же разрыв, не найдя аналогичных результатов за шесть столетий. Здесь статистика преподносит сюрприз. Снег отступал неравномерно в течение сезона. Вместо этого зима разваливалась по краям, в то время как ее ядро оставалось неизменным.

В начале зимы, в декабре и январе, снега стало меньше примерно на пятую часть. В конце зимы ситуация ухудшилась. В апреле и мае снега стало меньше почти на треть, причем самые большие потери наблюдались на крайнем севере.

В зимние месяцы, с февраля по март, показатели практически не изменились. Они оставались близки к прежним уровням, даже несмотря на то, что в месяцы до и после этого наблюдалось снижение количества осадков. Такая закономерность не наблюдалась ни в одном из предыдущих периодов наблюдений.

Если разобрать временные рамки, то сезон будет распадаться с обеих сторон. Осенний снег отступал раньше: к концу 1600-х годов на востоке и к середине 1700-х годов в Скандинавии, словно продавливая зиму изнутри. 

Причины выпадения снега становятся очевидными. В каждом месяце модель в наибольшей степени опиралась на температуру, а более теплая погода означала меньше снега на земле. Снижение количества снега после 1850 года тесно связано с повышением температуры.

Осадки сыграли меньшую роль, хотя и не везде. В Средиземноморье и в Скандинавских горах низкий уровень осадков усугубил потери, что свидетельствует о том, что тепло и засуха действовали совместно. Это лишь связи, выявленные моделью, а не доказанная причинно-следственная связь. Время по-прежнему соответствует глобальному потеплению. 

Независимые исследования связали сокращение количества снега в Северном полушарии с антропогенным потеплением, и европейские данные органично вписываются в эту более широкую картину.

Качество реконструкции определяется её способностью воссоздавать уже известные нам зимы. Команда проверила её, сравнив с периодами похолодания и потепления, зафиксированными в старых хрониках и метеорологических дневниках. Она выдержала проверку.

В 1709 году, в одну из самых холодных зим за всю историю наблюдений, реконструкция показывает Европу, почти полностью покрытую снегом. Год с малым количеством снега, как в 2007 году, оставил большую часть карты голой землей.

Модель воспроизвела оба явления без каких-либо указаний. Также проявились исторические годы засухи со снегом, скудные зимы, после которых к весне почти ничего не таяло. Показания старых горных станций подтвердили эту реконструкцию. То же самое можно сказать и о наступлении и отступлении ледников. Вместе они вселяют уверенность в то, что это произошло за столетия до появления каких-либо термометров.

На большей части Европы зимний снежный покров служит естественным хранилищем воды. Он удерживает осадки в течение холодных месяцев, а затем, по мере таяния, питает реки. Если сократить сезон с обоих концов, вода поступит с опозданием. Фермы, гидроэлектростанции и горнолыжные курорты — все рассчитывали на прежний график.

Реконструкция также разрешает вопрос, касающийся недавнего упадка снежного покрова. Исчезновение снега с середины 1800-х годов — это не временное явление. Это реальное изменение по сравнению с тем, какими были зимы на протяжении столетий.

Спад не прекращается. В недавнем исследовании было установлено, что снежный покров в Европе сократился примерно на 17% за первые два десятилетия этого столетия. Теперь шестивековой базовый период показывает, насколько сильно изменились зимние периоды, что дает более точные данные для планирования в сфере водоснабжения, энергетики и туризма.