Климатическая связь между Азией и Средиземноморьем ослабевает

Фото из открытых источников

Южноазиатский летний муссон долгое время влиял на жаркие и засушливые условия в Средиземноморье, но эта климатическая связь может ослабевать по мере глобального потепления. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

На протяжении десятилетий учёные знали, что летний муссон в Азии формирует погоду за тысячи километров от Средиземного моря.  Новые исследования показывают, что связь между этими факторами ослабевает по мере потепления планеты. Это может изменить прогнозы ученых относительно средиземноморского лета в будущем. Исследование возглавил Тяньцзюнь Чжоу из Института физики атмосферы Китайской академии наук. 

Эта взаимосвязь называется механизмом «муссоны – пустыня». Интенсивная муссонная конвекция над Южной Азией каждое лето высвобождает в атмосферу огромное количество тепла. Это тепло вызывает крупномасштабные изменения циркуляции, в результате которых воздух опускается над Средиземным морем.

Опускающиеся потоки воздуха подавляют образование облаков и выпадение осадков. Отчасти поэтому в Средиземноморье такой жаркий и сухой климат. Это одна из тех тихих, невидимых нитей, связывающих два региона, которые, казалось бы, никак не связаны друг с другом.

Более ранние исследования подтвердили, что муссонный нагрев способствует этому нисходящему движению. Но никто не знал, сохранится ли эта связь по мере потепления планеты. Подобные климатические связи, называемые телесвязями , не гарантируют вечной стабильности.

Команда объединила три подхода. Они использовали реальные наблюдения, провели десятки симуляций климатических моделей и построили идеализированные численные эксперименты. Все три исследования рассматривали, как сценарий глобального потепления с высокими выбросами повлияет на связь между муссонами и Средиземноморьем. 

Сочетание этих методов позволяет исследователям перепроверять свои результаты, вместо того чтобы полагаться на одну единственную модель, которая может быть выбросом. Полученный сигнал оказался на удивление последовательным. В 97,5% моделирований CESM1 влияние южноазиатского муссона на средиземноморскую циркуляцию ослабевало. 

Цифры наглядно это демонстрируют. Сегодня муссонный нагрев и опускание атмосферы в средней тропосфере над центральной и восточной частью Средиземноморья показывают корреляцию около 0,4.

Во второй половине этого столетия эта корреляция практически снизится до нуля. Таким образом, связь, которая в настоящее время помогает объяснить особенности погоды в Средиземноморье, по прогнозам, в значительной степени исчезнет в течение нескольких десятилетий.

Исследователи обнаружили два отдельных атмосферных механизма, действующих в данном случае: один имеет далекое происхождение, а другой находится гораздо ближе к Земле. Первые изменения происходят непосредственно в Южной Азии. По мере потепления климата глубокая муссонная конвекция смещается выше в тропосферу. 

В моделировании CESM1 типичный уровень муссонной конвекции смещается примерно с 452 гПа до 417 гПа. Модели CMIP6 показывают аналогичное смещение вверх. По мере подъема конвекции теплый отклик от муссонного нагрева распространяется дальше на запад. 

Это уменьшает температурный контраст между востоком и западом над Средиземным морем. Согласно основным принципам атмосферной динамики, меньший контраст означает меньшее нисходящее движение.

Второе изменение происходит локально, над самим Средиземным морем. Опускание облаков, связанное с муссонами, наиболее ослабевает в средней и верхней тропосфере. 

В результате взаимодействия, называемого «балансом Свердрупа», это также ослабляет северные ветры на средних и нижних высотах. Более слабые северные ветры дополнительно уменьшают нисходящее движение, создавая локальную петлю обратной связи. 

Эти изменения циркуляции имеют реальные последствия для количества осадков. В настоящее время более сильное муссонное нагревание, как правило, приводит к более сильному нисходящему потоку воздуха и уменьшению количества летних осадков над средиземноморскими территориями.

В условиях будущего потепления эта взаимосвязь в значительной степени исчезнет. Доля дисперсии осадков, объясняемая муссонами, снизится с примерно 14,2% до всего лишь 5,1%. Это существенное снижение объяснительной силы показателя, который в настоящее время имеет большое значение для понимания региональной изменчивости климата.

Это не означает, что количество осадков в Средиземноморье станет более стабильным или предсказуемым в целом. Это означает нечто более конкретное. Южноазиатский муссон объяснит гораздо меньшую долю колебаний количества осадков от года к году.

По мере ослабления связи между муссонами и пустыней, большую долю этих ежегодных колебаний будут объяснять другие факторы, хотя в исследовании точно не указывается, какие именно это могут быть факторы.

«Глобальное потепление изменяет не только средние значения температуры и количества осадков. Оно также может перестраивать динамические связи между отдаленными частями климатической системы», — сказал Чжоу. «Изменение феномена взаимосвязи муссонов и пустынь в Евразии открывает новые динамические перспективы в понимании того, как крупномасштабные режимы изменчивости климата и телесвязи могут развиваться в условиях потепления климата. Это также означает, что будущие прогнозы летних осадков в Средиземноморье должны учитывать изменения факторов, определяющих их изменчивость от года к году».

Соавтор исследования Ханьчжао Ю указал на более широкую проблему, касающуюся климатологии. Атмосферные связи, которые сегодня кажутся устойчивыми, могут перестать быть таковыми по мере продолжения потепления. 

Это заставляет задуматься любого, кто полагается на исторические закономерности для прогнозирования будущего.

«Понимание того, как изменяются такие телесвязи, будет иметь важное значение для прогнозирования будущей региональной изменчивости климата, особенно в регионах с наиболее интенсивными климатическими изменениями, таких как Средиземноморье», — заключил Ю.