Беспрецедентные температуры наступают быстрее и яростнее, чем ожидали исследователи, что поднимает вопросы о том, чего ожидать в будущем. 

В последние недели от Лондона до Шанхая беспрецедентная жара охватила многие регионы мира. В июне в Токио девять дней подряд держалась температура выше 35ºC, что стало самой сильной волной тепла с тех пор, как официальные наблюдения начались в 1870-х годах. В середине июля в Великобритании был побит рекорд, когда температура впервые с начала измерений поднялась выше 40ºC. Между тем лесные пожары, вызванные высокими температурами, опустошили часть территорий Франции, Испании, Греции и Германии. А Китай столкнулся с многочисленными массовыми волнами тепла, в том числе с той, которая на прошлой неделе поразила более 400 городов. 

Учёные-климатологи давно предупреждают, что по мере потепления в мире волны тепла будут возникать чаще и с более высокими температурами. Но будущее наступило быстрее, чем опасались исследователи, особенно в Западной Европе, которая является горячей точкой волн тепла, согласно исследованию, опубликованному в прошлом месяце¹. Это не просто всё более и более мощные, а рекордные волны тепла, бросившие вызов ожиданиям, вытекающим из расчётов климатических моделей. 

В настоящее время исследователи изо всех сил пытаются проанализировать нюансы волн тепла в этом году, чтобы лучше понять, как экстремальная жара повлияет на общество в будущем. 

«Научное сообщество, очевидно, думало о возможности появления этих событий», — говорит Юнис Ло (Eunice Lo), климатолог из Бристольского университета, Великобритания, которая изучала аномальную жару в Великобритании. Но «всё равно было довольно сюрреалистично, что это произошло на самом деле».

Смертельная жара  

Экстремальная жара — одно из самых смертоносных последствий глобального потепления. Она убивает людей напрямую, например, тех, кто работает на открытом воздухе. И она перегружает энергосистемы, прерывая подачу электроэнергии в то время, когда людям больше всего нужны кондиционеры или вентиляторы, чтобы выжить в перегретых домах. По оценкам, волна тепла в Европе в 2003 году унесла жизни более 70 000 человек. Волны тепла также могут усугублять другие бедствия, такие как лесные пожары, и наносить большой ущерб психическому здоровью. 

Хотя ситуация с волнами тепла в последние несколько лет ухудшается, исследования самых экстремальных примеров резко продвинулись вперёд после волны тепла в июне 2021 года в тихоокеанском северо-западном регионе Северной Америки. 

По словам Викки Томпсон (Vikki Thompson), климатолога из Бристоля, эта волна тепла была настолько далекой от графиков прошлых наблюдений, что фактически перезагрузила область исследований экстремальной жары. В исследовании, опубликованном в мае, она и её коллеги показали^₂, что только пять волн тепла, зарегистрированных где-либо в мире с 1960 года, были более экстремальными, если судить по отклонению от климатических норм предыдущего десятилетия. По её словам, просто глядя на температурные рекорды на северо-западе Тихого океана за годы до этого события, казалось «совершенно неправдоподобным», что такая рекордная волна тепла могла произойти. И всё же это произошло — в основном за счёт атмосферной системы высокого давления, направлявшей горячий воздух, в сочетании с более сухими, чем обычно, почвенными условиями на большей части региона.

Вопреки ожиданиям  

Волна тепла в июле этого года в Соединённом Королевстве была не такой сильной, но она всё ещё может войти в историю как событие, заставившее нацию осознать опасность сильной жары. 18 и 19 июля на большей части территории страны были установлены новые температурные рекорды, во многих случаях на целых 3–4ºC выше предыдущего (см. рисунок «Hotter Extremes»). Сорок шесть метеостанций зафиксировали побитие предыдущего национального рекорда температуры 38,7ºC, установленного всего три года назад. По оценкам, сотни людей погибли.

Учёные в какой-то степени это предвидели. Исследование по моделированию климата, опубликованное два года назад, показало, что возможно, хотя и маловероятно, что температура в Соединённом Королевстве превысит 40ºC в ближайшие десятилетия³. И всё же это произошло уже в этом году с новым национальным максимумом 40,3ºC. 

Тот факт, что температуры преодолели порог намного быстрее, чем ожидалось, может быть связан с тем фактом, что климатические модели не учитывают всё, что влияет на волны тепла, и, следовательно, недостаточно точно прогнозируют будущие экстремальные температуры⁴. Изменение в факторах, включая землепользование и ирригацию, влияет на волны тепла таким образом, что модели ещё не полностью учитывают его. Это означает, что модельные прогнозы иногда могут неверно оценивать истинное воздействие изменения климата. 

Анализ, проведённый 28 июля международной исследовательской группой World Weather Attribution, показал, что вызванное деятельностью человека изменение климата сделало аномальную жару в Великобритании в этом году как минимум в десять раз более вероятной⁵. Исследование также пришло к выводу, что волна тепла была бы на 2–4ºC холоднее, если бы не глобальное потепление. 

«Это ещё одно свидетельство того, что есть некоторые вещи, которые мы, вероятно, не учитываем в моделях», — говорит Питер Стотт (Peter Stott), климатолог из Метеорологического бюро Великобритании в Эксетере, который был соавтором исследования 2020 года, посвящённого Соединённому Королевству³. «Там есть предмет, подлежащий исследованию».

Как и в случае на северо-западе Тихого океана в 2021 году, волна тепла в Великобритании в 2022 году может стать катализатором для понимания того, почему волны тепла становятся ещё более экстремальными, чем ожидалось, говорит Эрих Фишер (Erich Fischer), климатолог из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. В модельном исследовании, опубликованном в прошлом году⁶, Фишер и его коллеги прогнозируют, что в ближайшие десятилетия экстремальные климатические явления с большим отрывом побьют предыдущие рекорды. «Это именно то, что мы наблюдаем», — говорит он. 

Фишер утверждает, что изучение масштабов, в которых экстремумы бьют рекорды, а не только того, переходят ли они отметку, может помочь местным властям спланировать уровни экстремумов, которые они могут ожидать в ближайшем будущем.

Изменение динамики 

За пределами Соединённого Королевства бо́льшая часть Европы уже испытала в этом году несколько периодов сильной жары. Фактически, за последние пять лет континент несколько раз пережил рекордную жару, говорит Кай Корнхубер (Kai Kornhuber), климатолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке. Он был частью команды, которая определила Западную Европу как регион, особенно подверженный аномальной жаре¹. За последние четыре десятилетия экстремальная жара увеличивалась там в три-четыре раза быстрее, чем в других регионах средних широт Северного полушария. 

Это может быть связано с тем, что атмосферные струйные течения, движущиеся на восток через северную часть Атлантического океана, часто распадаются на две отдельные нити по мере приближения к Европе. Когда это происходит, нити могут отводить ураганы от Европы и способствовать развитию и сохранению волн тепла. Пока неясно, приводит ли изменение климата к большему количеству этих «двойных струй», но именно эта закономерность привела к июльской волне тепла в Западной Европе и является причиной многих других недавних эпизодов жары в этом регионе. 

По словам Корнхубера, подобные структуры динамики атмосферы могут оказаться важными для выявления факторов, которые делают волны тепла ещё более экстремальными, чем ожидалось.

Синхронизированные волны  

Ещё одна поразительная особенность последних нескольких месяцев заключается в том, что экстремальная жара наблюдалась одновременно в нескольких частях земного шара (см. рисунок «In the red»). Китай и западная часть Северной Америки жарились в конце июля при более высоких, чем обычно, температурах, в то же время, что и Европа. Такие одновременные волны тепла стали в шесть раз чаще встречаться в Северном полушарии в период с 1979 по 2019 гг., как показало исследование, опубликованное в феврале⁷.

Одной из причин могут быть атмосферные волны Россби, образующие извилистую форму вокруг всей планеты, создавая застойные погодные структуры в определённых местах, которые затем обуславливают сильную жару⁸. Они могут или не могут стать более распространёнными в условиях глобального потепления. Но вероятность одновременного возникновения волн тепла, не связанных с атмосферными явлениями, возрастает по мере потепления климата, говорит Дипти Сингх (Deepti Singh), климатолог из Вашингтонского государственного университета в Ванкувере. «Весь мир теплеет, и просто увеличивается вероятность наличия регионов с экстремально высокой температурой», — говорит она. 

Волны тепла также приходят раньше в этом году в некоторых местах, таких как Индия и Пакистан, где с марта по май наблюдалась жара. В некоторых частях Индии температура превысила 44ºC в конце марта, задолго до традиционно самого жаркого периода года. Погибло не менее 90 человек. Группа World Weather Attribution обнаружила, что вероятность возникновения волн тепла в 30 раз выше из-за изменения климата⁹. 

Поскольку глобальные температуры продолжают расти, учёные-климатологи вновь заявляют о важности как сокращения выбросов углерода, так и повышения способности людей адаптироваться к экстремальным температурам. По словам Стотта, волна тепла в Великобритании стала серьёзным тревожным сигналом об уязвимости страны перед экстремальной жарой. После десятилетий работы над климатическими прогнозами на будущее его больше всего поразило то, что в городских районах Лондона бушуют лесные пожары, вызванные сильной жарой. «На самом деле было очень отрезвляюще и шокирующе, что это происходит».

Список литературы

1. Rousi, E., Kornhuber, K., Beobide-Arsuaga, G., Luo, F. & Coumou, D. Nature Commun. 13, 3851 (2022).
2. Thompson, V. et al. Sci. Adv. 8, eabm6860 (2022).
3. Christidis, N., McCarthy, M. & Stott, P. A. Nature Commun. 11, 3093 (2020).
4. Van Oldenborgh, G. J. et al. Earth’s Future 10, e2021EF002271 (2022).
5. Zachariah, M. et al. Without human-caused climate change temperatures of 40 °C in the UK would have been extremely unlikely. (World Weather Attribution, 2022).
6. Fischer, E. M., Sippel, S. & Knutti, R. Nature Clim. Change 11, 689–695 (2021).
7. Rogers, C. D. W., Kornhuber, K., Perkins-Kirkpatrick, S. E., Loikith, P. C. & Singh, D. J. Clim. 35, 1063–1078 (2022).
8. Kornhuber, K. et al. Nature Clim. Change 10, 48–53 (2020).
9. Zachariah, M. et al. Climate Change made devastating early heat in India and Pakistan 30 times more likely. (World Weather Attribution, 2022).