В последние годы, когда экстремальные погодные явления стали происходить всё чаще, учёные искали в хаотической атмосферной системе подсказки, которые могут улучшить возможности прогнозирования. Такие факторы, как ЭНСО, морской лёд, стратосферный полярный вихрь и тропическая конвективная активность, предоставляют критическую основу для прогнозов погоды и климата в разных временных масштабах.
Аномалии в этих факторах часто тесно связаны с возникновением экстремальных погодных явлений. Однако, прослеживая причины конкретного экстремального события, склонны ли мы впадать в ловушку, приравнивая «общие закономерности» к «конкретным ролям», тем самым упрощая истинную сложную причинно-следственную связь?
Летом 2021 года на северо-западе Тихого океана наблюдалась одна из самых сильных волн жары, когда-либо зарегистрированных. В канадской провинции Британская Колумбия, на широте, превышающей широту Мохэ в Китае, температура поднялась почти до 50 °C, что примерно на 20 °C выше среднего сезонного значения, вызвав массовые лесные пожары и человеческие жертвы.
Примечательным явлением стало появление аномально сильной полосы осадков, простирающейся от Южного Китая до Японии в азиатском муссонном регионе примерно за неделю до волны жары. Это вызвало широкое обсуждение в научном сообществе: была ли эта удалённая муссонная активность одним из «незаметных факторов», способствовавших возникновению волны жары в Северной Америке?
Доктор Пэйцян Сюй и доктор Линь Ван из Исследовательского центра муссонных систем Института физики атмосферы Китайской академии наук в сотрудничестве со учёными из Эксетерского университета, Оксфордского университета, Университета Сент-Эндрюс, Университета Сунь Ятсена и других учреждений дали подробный ответ на этот спорный вопрос в своём последнем исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters.
Исследование показало, что, основываясь на статистическом анализе и численных экспериментах с использованием исторических климатических данных, активность азиатского летнего муссона, подобная активности в конце июня 2021 года, обычно вызывала охлаждающий эффект в районе северо-запада Тихого океана, тем самым снижая вероятность возникновения волны жары. Однако анализ фактических условий 2021 года и тесты с использованием оперативных моделей прогноза показали, что эта конкретная муссонная активность, напротив, вызвала эффект потепления, усилив интенсивность волны жары.
Почему возник этот, казалось бы, противоречивый результат? Исследование указывает, что ключ кроется в особой фоновой атмосферной циркуляции того года. В июне 2021 года тихоокеанский струйный поток был аномально сильным и располагался дальше на север, действуя как более эффективный «атмосферный волновод», который направлял энергию волн Россби, возбуждаемых муссоном, в сторону Северной Америки, в конечном итоге сформировав аномально устойчивую блокирующую систему высокого давления над регионом.
Когда исследователи установили основное поле потока в идеальной модели в соответствии с фактическим состоянием 2021 года, влияние муссона на климат Северной Америки действительно изменилось с обычного «циклонического охлаждения» на «антициклоническое потепление».
Исследование также указало, что пространственная модель активности азиатского муссона в конце июня 2021 года была очень сложной, не похожей на типичный аномальный паттерн предыдущих лет. Она одновременно содержала в себе несколько активных и подавленных конвективных центров. Если бы исследователи основывались только на одном «классическом» муссонном паттерне или одном конвективном центре, это легко привело бы к неверной оценке фактического физического процесса.
Доктор Сюй, будучи приглашённым учёным в Эксетерском университете, лично столкнулся с рекордной жарой июля 2025 года. Тяжёлые условия, необычные для обычно мягкого лета в Великобритании, позволили ему непосредственно ознакомиться с экстремальными явлениями, которые он изучает.
Он подчеркнул критический нюанс в своей области: «При обсуждении взаимосвязи между крупномасштабными климатическими факторами и экстремальными явлениями крайне важно чётко различать вопросы «Может ли это?» (то есть, имеет ли он потенциал влиять в средних условиях) и «Сделало ли это?» (то есть, сыграло ли оно роль в конкретном событии). Будущие атрибуционные исследования экстремальных явлений должны уделять больше внимания специфическому циркуляционному фону события и фактическому пространственному паттерну воздействующих факторов».
Предоставлено:
Китайская академия наук