Причины изменения характера струйного потока
Струйный поток Южного полушария, известный как Eddy-driven jet (EDJ), играет ключевую роль в формировании погодных условий в Южной Америке, Южной Африке, Австралии и Океании. Этот быстро движущийся пояс западных ветров смещается на юг и дует с большей интенсивностью, что оказывает глубокое влияние на климатические системы.
Недавние исследования показали, что примерно половина этого смещения напрямую связана с глобальным потеплением, хотя свою роль играют и другие климатические факторы.
Команда учёных из Института метеорологии Лейпцигского университета под руководством Юлии Миндлин использовала модели причинных выводов, чтобы определить отдельные факторы, влияющие на эти сдвиги. Этот статистический метод позволил им выделить индивидуальные драйверы, даже когда они перекрываются.
Согласно Миндлин и её коллегам, примерно 50% наблюдаемого смещения потока на юг непосредственно связано с глобальным потеплением. Остальные изменения обусловлены несколькими другими взаимосвязанными климатическими изменениями. Эти влияния частично обусловлены деятельностью человека, хотя некоторые из них сложнее определить.
«Результаты показывают, насколько сложна реакция струйного потока на изменение климата, особенно с точки зрения быстрого усиления ветров», — отметила Миндлин.
Климатические модели для краткосрочного прогнозирования
Исследовательская группа не только определила факторы, влияющие на смещение струйного потока, но и сосредоточилась на том, как эти выводы могут улучшить климатические прогнозы. Традиционные климатические модели часто ориентированы на долгосрочные прогнозы, но текущие исследования подчёркивают необходимость более точных краткосрочных прогнозов.
Такие прогнозы необходимы лицам, принимающим решения в таких отраслях, как сельское хозяйство, управление водными ресурсами, борьба с лесными пожарами и планирование инфраструктуры.
Сравнивая существующие модели с наблюдаемым поведением EDJ, исследователи смогли отфильтровать неточные симуляции и сосредоточиться на тех, которые наиболее точно соответствуют реальным данным. Этот подход, основанный на взвешивании моделей по их способности отражать ключевые характеристики струйного потока, сузил диапазон ожидаемых изменений в следующем десятилетии.
«Методы, которые мы предлагаем, могут быть использованы для улучшения климатических прогнозов на следующие десять лет», — сказала Миндлин.
Что означает смещение струйного потока для Южного полушария
По мере того как EDJ смещается на юг, меняется и его влияние на погодные условия. Регионы, расположенные на экваториальной стороне струйного потока, могут испытывать меньшее количество фронтальных систем, что приведёт к более сухим летним периодам и повышению риска засух.
Между тем, области ближе к полюсу, вероятно, столкнутся с более интенсивными штормами, сильными ветрами и изменениями океанских течений и морских экосистем. Например, увеличение скорости ветра может усугубить условия в таких регионах, как южная Австралия, где урожайность сельскохозяйственных культур сильно зависит от климатических колебаний.
Изменения также влияют на доступность воды в таких местах, как Чили и Аргентина, где смещение струйных потоков может влиять на приток воды в водохранилища. В Южной Африке усиление ветра может ухудшить условия возникновения пожаров, создавая проблемы для пожарных команд.
Роль причинного вывода в понимании климатических факторов
Чтобы распутать сложную сеть климатических факторов, исследователи использовали причинный вывод — метод, который позволяет им выделить конкретное влияние отдельных климатических факторов. Например, теперь они могут задавать контрфактические вопросы типа «Что произошло бы, если бы тропический Тихий океан не нагревался?»
Этот метод помогает разделить влияние перекрывающихся факторов, таких как выбросы парниковых газов, сдвиги температуры поверхности моря и изменения атмосферной циркуляции.
Интегрируя причинный вывод с подходом «сюжетной линии», который отслеживает климатические изменения как цепочки причин и следствий, исследователи могут лучше понять, как эти факторы взаимодействуют. Этот подход помогает политикам проследить цепочку от глобальных изменений до локальных воздействий, упрощая планирование на будущее.
По мере развития методов причинной связи они могут стать стандартной практикой для преобразования глобальных климатических сигналов в действенные, локализованные оценки рисков.