Новый обзор, опубликованный в журнале «Advances in Atmospheric Sciences», проливает свет на одну из нерешённых загадок климатологии: как шаблоны потепления тропических океанов влияют на поведение тропических циклонов (ТЦ) в условиях потепления. Международная команда учёных обобщает десятилетия наблюдений и достижения климатического моделирования, чтобы наметить путь к более надёжным прогнозам ТЦ.
Тропические циклоны — одни из самых дорогостоящих и смертоносных погодных явлений в мире
Однако наша способность прогнозировать будущие изменения в их активности остаётся ограниченной. Команда исследователей недавно выяснила, что ключевая проблема заключается в сложном влиянии моделей потепления поверхности тропических морей на поведение ТЦ.
Наблюдения с 1950-х годов последовательно показывают шаблон потепления, подобный Ла-Нинья
Для него характерно охлаждение или более слабое потепление в восточной части тропической зоны Тихого океана, в то время как более 80% климатических моделей CMIP6 прогнозируют противоположное: шаблон потепления, подобный Эль-Ниньо, с усиленным потеплением в восточной части Тихого океана.
Юцинь Ван, ведущий автор обзора и профессор Гавайского университета в Маноа, Гонолулу, США, сказал: «Эти расхождения, обусловленные предвзятостью в облачных обратных связях, океанской динамике и крупномасштабной атмосферной циркуляции, имеют серьёзные последствия. Поскольку шаблоны тропических температур поверхности моря модулируют возникновение, интенсивность и пространственное распределение ТЦ, неточные прогнозы температур поверхности моря приводят к большой неопределённости в климатических прогнозах активности циклонов».
Необходимость учёта реалистичных шаблонов потепления для надёжных прогнозов ТЦ
Исследовательская группа поставила перед собой задачу выяснить, почему модели расходятся с наблюдениями, и как различные шаблоны потепления влияют на ТЦ. Они утверждают, что для надёжных прогнозов ТЦ необходимо учитывать реалистичные шаблоны потепления.
«Подходы, учитывающие шаблоны, с использованием моделей высокого разрешения, допускающих конвекцию, предлагают многообещающий способ снижения неопределённости», — сказал профессор Ван.
В отличие от традиционных моделей с низким разрешением, эти модели, разрешающие штормы, могут напрямую имитировать ТЦ и их реакцию на потепление, предлагая понимание таких процессов, как быстрое усиление и структурная эволюция.
Команда также подчёркивает роль межбассейновых взаимодействий — например, потепление в Индийском и Атлантическом океанах может усилить условия, подобные Ла-Нинья, в Тихом океане, что, в свою очередь, изменит глобальное распределение ТЦ. Поэтому для оценки ТЦ требуется действительно глобальный взгляд на динамику температур поверхности моря и их обратную связь.
Исследовательская группа призывает к скоординированным усилиям по интеграции глобальных моделей, разрешающих штормы, сценариев с поправкой на систематическую погрешность шаблонов температур поверхности моря и диагностики, основанной на физических принципах, в следующее поколение систем прогнозирования тропических циклонов. Это означает не только разрешение мелкомасштабной структуры штормов, но и обеспечение достоверности лежащего в их основе воздействия температур поверхности моря.
Будущие исследования должны уделять приоритетное внимание ансамблевым симуляциям в диапазоне шаблонов потепления
Необходимо также учитывать временные аномалии температур поверхности моря и оценивать производительность моделей на основе наблюдаемой тропической изменчивости. Эти шаги помогут прояснить, как может развиваться активность циклонов в рамках различных климатических сценариев — критически важная информация для долгосрочной оценки рисков, планирования инфраструктуры и адаптации к изменению климата.
В эпоху усиления экстремальных погодных условий этот обзор предлагает чёткий посыл: чтобы лучше прогнозировать будущее тропических циклонов в более тёплом климате, мы должны сначала понять шаблоны потепления морей.
Другие участники включают профессора Масаки Сато из Токийского университета, Касива, Япония; профессора Руйфэнь Чжань из Фуданьского университета, Шанхай, Китай; доцента Цзювэй Чжао из Нанкинского университета информационных наук и технологий (NUIST), Нанкин, Китай; профессора Шан-Пинга Се из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Ла-Хойя, США.
Приглашённый обзор включён в специальный выпуск, посвящённый 40-летию журнала «Advances in Atmospheric Sciences» и столетию Китайского метеорологического общества.
Предоставлено Китайской академией наук.