Результаты наблюдений и численного моделирования показали, что главная причина аномально холодной погоды, которая наблюдалась в Северном полушарии зимой 2020–2021 годов — нарушение системы атмосферной циркуляции в полярном регионе, связанное с продолжающимся потеплением в Арктике. Статья опубликована в журнале Science.
Ученые из департамента наук об окружающей среде, Земле и атмосфере Массачусетского технологического университета вместе с коллегами из Еврейского университета Иерусалима провели анализ изменения характера стратосферного полярного вихря за последние сорок лет и сравнили полученные результаты с данными современных климатических моделей.
Полярный вихрь — это ячейка циркуляции земной атмосферы в приполярном арктическом регионе, движущей силой которой служит разница в нагреве земной поверхности у полюсов и в умеренных широтах.
Авторы выявили прямую физическую связь между быстрым потеплением в Арктике и его последствиями — сокращением площади морского льда и усилением снежного покрова Евразии — с нарушением конфигурации полярного вихря и учащением экстремальных погодных явлений зимой в средних широтах.
В классическом виде полярный вихрь имеет вид круговой ячейки циркуляции, но в последние годы он приобрел растянутый вид. Исследователи восстановили всю цепочку событий, связанных с этим изменением.
Сначала между Северной Европой и Уралом формируется волна высокого давления, а над Восточной Азией устанавливается область низкого давления. Такая картина возникает в конце осени, когда площадь полярных льдов в бассейнах Баренцева и Карского морей минимальна, а в Сибири начинаются сильные снегопады.
Избыточная энергия евразийской волны отражается от полярного вихря и поглощается аналогичной североамериканской волной с высоким давлением над Аляской и северной частью Тихого океана и низким давлением над восточной частью Северной Америки.
В течение зимы энергия двух волн давления от слияния усиливается, и вероятность экстремальных погодных событий возрастает. Такая ситуация сложилась, например, в феврале 2021 года в Северной Америке, когда растянутый полярный вихрь принес беспрецедентную волну холода в Техас.
«Прошлой зимой сильная волна холода в Техасе вызвала споры о том, может ли изменение климата способствовать более суровой зимней погоде.
Однако исследований, подтверждающих или опровергающих физическую связь между изменением климата и волной холода в Техасе и другими недавними суровыми зимними погодными явлениями в США, до сих пор не было, — приводятся в пресс-релизе Американской ассоциации содействия развитию науки слова ведущего автора исследования Джуда Коэна (Judah Cohen). — Наше исследование представляет убедительные доказательства такой связи и показывает, что потепление на планете не защитит нас от разрушительных воздействий суровой зимы».
«Существует давнее противоречие между очевидным увеличением экстремальных морозов зимой в средних широтах на фоне того, что глобальные температуры становятся выше, — продолжает еще один автор исследования Хаим Гарфинкель (Chaim Garfinkel) из Еврейского университета в Иерусалиме. — Это исследование помогает разрешить это противоречие и подчеркивает, что очевидное усиление экстремальных морозов в средних широтах зимой не должно использоваться в качестве предлога для откладывания принятия срочных мер по сокращению выбросов парниковых газов».
За последние три десятилетия Арктика испытала самое сильное изменение климата из всех регионов Земли, включая быстрое повышение температуры, таяние морского льда, уменьшение весеннего и увеличение осеннего снежного покрова.