Всемирная метеорологическая организация проверяет и документирует рекордные температуры, ветры, молнии и многое другое, предлагая снимки земных экстремальных явлений и подсказки об изменении климата.  

Популярная культура любит крайности. Мы склонны обращать внимание на будь то новое рекордное время в олимпийском забеге на 100 метров, на новости о самом старом живом человеке в мире или на сообщения об экстремальных погодных условиях. Как и погода, климат Земли также может проявлять экстремальные явления на глобальном, региональном и локальном уровнях, хотя и в более длительных временных масштабах, поэтому отчёты об изменении климата часто фокусируются на долгосрочных средних показателях повышения уровня моря, потепления атмосферы и т.п. 

Тем не менее, кратковременные экстремальные явления иногда являются видимыми симптомами более значительных изменений климата. Например, многочисленные локальные рекорды высоких температур за последние годы в совокупности указывают на продолжающееся потепление Земли: в глобальном масштабе 2016 год был самым жарким годом за всю историю наблюдений, а 2020 год — вторым. Аналогичные закономерности в рекордно высоком общем количестве осадков — пять штатов США зафиксировали 2019 год как самый влажный за всю историю, который, например, стал вторым самым влажным годом для страны в целом — и интенсивность тропических штормов также увеличивается. 

Во многих (но не во всех) странах есть агентства, собирающие и ведущие записи об экстремальных погодных условиях. Однако до недавнего времени не предпринималось никаких глобальных, полушарных или континентальных усилий по официальному исследованию, документированию и проверке экстремальных значений температуры, осадков, ветра и других аспектов погоды и климата. В 2007 году в рамках своего мандата Всемирная метеорологическая организация (ВМО), действующая под эгидой Организации Объединенных Наций, создала онлайн-список официально признанных экстремальных погодных и климатических явлений. Этот список, содержащий самые высокие и самые низкие зарегистрированные глобальные температуры, самую большую скорость ветра и самый смертоносный тропический циклон, содержится во Всемирном архиве метеорологических и климатических экстремальных явлений ВМО.

Потребность в архиве экстремальных погодных явлений  

Есть много причин для ведения онлайн-архива глобальных экстремальных погодных явлений. Наиболее важным является то, что знание прошлых и текущих погодных и климатических экстремальных явлений имеет решающее значение для установления базовых показателей, чтобы мы могли точно определить, насколько сильно и как быстро меняется климат. Например, в 2015 году мощная волна тепла вдоль Антарктического полуострова привела к самой высокой температуре (17,5°C), когда-либо зарегистрированной для континентальной части Антарктиды и её близлежащих островов. Затем, в 2020 году, на аргентинской базе Эсперанса, недалеко от оконечности Антарктического полуострова, был зафиксирован новый рекорд температуры: 18,3°C. 

Знание экстремальных погодных и климатических явлений также имеет решающее значение для проектирования безопасной инфраструктуры и общественного здравоохранения. Если человек проектирует здание или мост, знание максимальных скоростей ветра, диапазонов температур и других погодных переменных, которым объект может подвергаться, имеет важное значение для обеспечения безопасности конструкции. Точно так же врачи и медицинские работники используют информацию об экстремальных метеорологических явлениях, чтобы понять условия, в которых могут находиться сообщества во всём мире, и оценить, как это может повлиять на здоровье населения. 

Оценка погодных и климатических экстремальных явлений также помогает углубить наше понимание атмосферных наук. Например, недавнее расследование ВМО подтвердило самую длинную вспышку молнии (768 километров над Миссисипи и Техасом в 2020 году) и самую продолжительную вспышку (17,1 секунды над Аргентиной и Уругваем в 2020 году) из когда-либо наблюдавшихся. Этот новый отчёт появился спустя всего пять лет после исследования экстремальных явлений молний, ​​приведшего к переоценке давнего метеорологического определения «молнии» как наличия вспышки продолжительностью менее 1 секунды [Lang et al., 2017].

Во многих местах отмечают и признают возникновение крупных погодных явлений, что может быть источником местной гордости и может привлекать туристов и других посетителей. Например, огромный знак в обсерватории Маунт-Вашингтон в Нью-Гэмпшире подтверждает давний рекорд самой высокой измеренной скорости ветра в 372 км/час, зафиксированной в 1934 году. (Этот рекорд был превышен в 1996 году порывом ветра на острове Барроу у берегов Австралии: 407 км/час [Courtney et al., 2012].) 

Поскольку так много людей очарованы погодой и её экстремальными явлениями — самыми жаркими, самыми холодными, самыми ветреными и т. д., — архив этих экстремальных явлений также может помочь привлечь и лучше информировать общественность. С момента создания ВМО Всемирного архива метеорологических и климатических экстремальных явлений обнаружено, что дети особенно заинтересованы в том, чтобы узнавать об экстремальных погодных явлениях, о чём свидетельствуют многочисленные электронные письма и другие сообщения. Привлечение внимания молодого поколения способствует долголетию и постоянным инновациям в изучении атмосферных наук, помогая гарантировать наличие мотивированных и квалифицированных метеорологов и климатологов в будущем. Предоставляя официальные и доступные отчёты об экстремальных явлениях, архив также помогает общественности и средствам массовой информации, которые имеют прискорбную тенденцию преувеличивать отдельные события, представлять погоду и экстремальные явления в правильном свете.

Проверка кандидатов  

Поскольку никто раньше не вёл такой архив, во время создания архива в 2007 году ожидалось, что выпуск официальной оценки нового рекорда будет осуществляться каждые несколько лет. Однако с тех пор фактически было оценено более 15 потенциальных рекордов и за последнее десятилетие была произведена систематизация процесса, с помощью которого осуществляются оценки. 

Сообщения о новых потенциальных экстремальных явлениях первоначально оцениваются руководством ВМО и докладчиком по погодным и климатическим экстремальным явлениям — назначенной должностью в Организации Объединенных Наций — на основе имеющихся данных. Затем собирается специальный международный оценочный комитет учёных-атмосферщиков с «голубой лентой». С 2007 года работает более 30 оценочных комитетов, в состав которых входят более 100 учёных из более чем 40 разных стран. В настоящее время два таких комитета либо формируются, либо активно оценивают события. 

Члены этих специальных комитетов отбираются так, чтобы представлять широкий спектр знаний. Требуемые области знаний включают в себя знание местного климата и понимание факторов, способствующих возникновению экстремальных явлений в конкретном месте, или конкретных климатических явлений в целом, а также специальные знания, например, о метеорологическом оборудовании или методах калибровки или наблюдения.

Докладчик совместно с членом комитета из района, где произошло потенциальное экстремальное явление, и другими составляет справочный отчёт об имеющейся информации и данных о наблюдении за экстремальным явлением. Этот отчёт включает в себя точное географическое положение наблюдения, тип оборудования, используемого для его записи (и особенности калибровки, обслуживания и эксплуатации оборудования), синоптические данные (региональная погода), связанные с событием, и любую заметную необычную или уникальную информацию по поводу наблюдения. 

Затем комитет рассматривает отчёт и обсуждает все аспекты потенциального экстремального явления. Участники отвечают на пять ключевых вопросов: 

Нужны ли дополнительные необработанные данные или документация по этому событию, чтобы определить его действительность или недействительность? Имеются ли другие данные или другие анализы, соответствующие этому экстремальному событию времени/места? 

Есть ли опасения по поводу оборудования, калибровки, процедур измерения или других процессов/процедур, связанных с измерением события? (Это делается для того, чтобы оборудование и процедуры соответствовали принятым стандартам.) 

Есть ли какие-либо опасения, связанные с характером события, которые могут вызвать вопросы относительно действительности записи? 

Есть ли другие опасения, связанные с этим событием? 

По существу, документация подтверждает или опровергает этот текущий мировой рекорд погоды? 

Члены комитета обсуждают и обдумывают имеющуюся документацию по электронной почте, которую модерирует докладчик. После обсуждения комитет рекомендует докладчику свои выводы для окончательного решения, после чего докладчик либо принимает наблюдение для включения в архив, либо отклоняет его.

Жаркий день в Верхоянске  

Недавно завершенное расследование точно демонстрирует процедуру оценки потенциальных новых рекордов. С момента создания архива ВМО составляет список экстремальных высоких и низких температур для антарктического региона (т. е. области на 60° южной широты или к югу от нее, что соответствует участкам суши и шельфового ледника, включенным в Договор об Антарктике). Однако учёные и представители СМИ отметили, что аналогичные температурные категории не были указаны для полярных регионов за Полярным кругом или к северу от него (66,5° с.ш.). 

Этот недостаток был особенно заметен во время сибирской жары летом 2020 года, когда в Верхоянске, городе на северо-востоке России, в 115 км к северу от Полярного круга, примерно в 09:00 UTC (19:00 по местному стандартному времени) 20 июня 2020 года была зафиксирована максимальная температура 38°C. После этого измерения ВМО создала специальную международную группу для анализа и проверки экстремальных температур в Арктике, в частности, потенциально рекордных измерений в Верхоянске. 

Первая работа любого такого оценочного комитета обычно возлагается на местного представителя, который связан с метеорологической службой страны. Этому лицу поручено получить соответствующие необработанные наблюдения с метеостанции, зафиксировавшей событие-кандидат, и с окружающих станций, а также метаданные, такие как фотографии установки и записи о калибровке прибора. 

Местный представитель Верхоянской станции (WMO № 24266, 67,56° с.ш., 133,40° в.д., высота над уровнем моря 138 м) получил необработанные данные и запросил метаданные, включая фотографии станции. В метаданных, предоставленных Российской Федерацией, указано, что Верхоянское оборудование, размещение и материально-техническое обеспечение были сертифицированы местным органом власти, Управлением Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по Республике Якутия, в апреле 2020 года, до наблюдения 38°C в июне того же года. Кроме того, члены оценочной комиссии изучили синоптический фон для явления экстремальной температуры 20 июня 2020 г. в Верхоянске, используя данные промежуточного реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ERA5) [Hersbach et al., 2020].

Местные метеорологические данные за 18–23 июня обеспечили проверку непрерывности наблюдаемого экстремального значения приземной температуры, зарегистрированного в 09:00 UTC 20 июня. А метеорограммы (записи метеорологических условий в данном месте) для различных уровней атмосферного давления были составлены для этого периода времени для района вокруг Верхоянска включительно. 

Из этой информации было ясно видно, что в то время над регионом в то время был сильный гребень верхнего уровня - область высокого атмосферного давления, часто связанная с тёплыми и сухими условиями летом. Кроме того, реанализ ERA5 для региона показал, что максимальные температуры при атмосферном давлении 1000 гектопаскалей (что примерно соответствует поверхности Земли) 20 июня превышают 33°C, что сравнимо с наблюдаемой температурой 36°C в Верхоянске около 09:00: 00 UTC и суточным максимальным значением 38°C (рис. 1).

 

Рис. 1. Эта метеорограмма документирует событие экстремальной температуры 20 июня 2020 г. (09:00 UTC) в Верхоянске, Россия, из реанализа ERA5. Метеорограмма на уровне 1000 миллибар (1000 гектопаскалей) охватывает период с 18 по 23 июня 2020 года для области от 70° до 65° с.ш. и от 130° до 135° в.д. Температура (°C) отображается красным цветом, а удельная влажность (граммы на килограмм) — зеленым. Источник: Университет штата Аризона.

Поскольку «самая высокая температура за Полярным кругом» (самая высокая температура, зарегистрированная за Полярным кругом) была новой климатической категорией для архива ВМО, исследование включало изучение температурных рекордов из других арктических стран: Канады, Финляндии, Гренландии (автономной части Дании), Исландии, Норвегии, Швеции и США. Например, была установлена связь с национальными экспертами по климатическим данным из Environment Canada, национального метеорологического агентства страны, за помощью в канадских записях. Эти эксперты тщательно проверили все записи станций к северу от Полярного круга на предмет прошлых наблюдений, которые затмили бы температуру 38°C в Верхоянске, но в конечном итоге пришли к выводу, что ни одна из них не была такой. Кроме того, признанный государственный рекорд для Аляски и национальные рекорды всех других арктических стран не включали измерения температуры 38°C или выше в каких-либо местах за Полярным кругом. 

Следовательно, комитет ВМО, расследовавший наблюдения за температурой, единогласно рекомендовал принять значение 38°C, зафиксированное 20 июня 2020 г. в Верхоянске, как «самую высокую зарегистрированную температуру на уровне 66,5° или к северу от полярного круга». Докладчик согласился с этой рекомендацией, и запись теперь занесена в официальный Всемирный архив метеорологических и климатических экстремальных явлений ВМО.

Изменение климата поставит новые рекорды 

Как и все экстремальные погодные условия, экстремальные температуры, осадки, давление, ветер и другие явления, оцениваемые ВМО, представляют собой моментальные снимки регионального и глобального климата. Возможно — и в самом деле вероятно, — что текущие записи в архиве ВМО, в том числе о самой высокой температуре за Полярным кругом, будут превзойдены. Когда будут сделаны такие наблюдения за новыми потенциальными экстремальными явлениями, будут сформированы новые оценочные комитеты ВМО для вынесения решений и проверки их. 

Как и в случае с Верхоянском, этот процесс документирования и проверки рекордных температур и других метеорологических переменных важен для понимания того, как изменение климата повлияет на чувствительные экологические режимы Земли, в том числе на те, в которых мы, люди, живем. И только посредством постоянного мониторинга этих режимов, от Арктики до Антарктики и всего пространства между ними, можно гарантировать, что есть информация, необходимая для проведения этого процесса оценки и оценки изменения климата в региональном и глобальном масштабах.

Литература:

Courtney, J., et al. (2012), Documentation and verification of the world extreme wind gust record: 113.3 m s-1 on Barrow Island, Australia, during passage of Tropical Cyclone Olivia, Aust. Meteorol. Oceanogr. J., 62(1), 1–9, https://doi.org/10.22499/2.6201.001.

Hersbach, H., et al. (2020), The ERA5 global reanalysis, Q. J. R. Meteorol. Soc., 146, 1,999–2,049, https://doi.org/10.1002/qj.3803.

Lang, T. J., et al. (2017), WMO world record lightning extremes: Longest reported flash distance and longest reported flash duration, Bull. Am. Meteorol. Soc., 98, 1,153–1,168, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-16-0061.1.

 

Ссылка: https://eos.org/science-updates/chronicling-the-hottest-coldest-windiest-and-rainiest-weather