Новая кліматычная мадэль: знойдзена тлумачэнне незвычайнай спякоце

Тэорыя кліматолагаў улічвае дзеянне азонавага слою і пацяпленне Арктыкі.

Новая кліматычная мадэль, якая ўлічвае дзеянне азонавага слою, прадказвае, як пацяпленне Арктыкі ўплывае на атмасферную струменную плынь (джэт) ва ўмераных шыротах. Адным з вынікаў можа быць цяперашняе анамальнае надвор'е ў Еўропе.

Кліматолагі з Інстытута Альфрэда Вегенера і іншых навуковых устаноў Нямеччыны распрацавалі кліматычную мадэль, якая здольная правільна прадказваць хвалепадобную траекторыю струменнай плыні - магутнай паветранай плыні, што праходзіць з захаду на ўсход ва ўмераных шыротах Паўночнай кулі, піша «Форбс».

Іх праца, апублікаваная ў Nature на мінулым тыдні, непасрэдна звязаная з прадказаннем анамальных з'яў надвор'я - да прыкладу, незвычайнага надвор'я цяперашняй вясны. З сярэдзіны траўня ў Беларусі, Украіне, на еўрапейскай частцы Расеі і ва Усходняй Еўропе стаіць небывалая спякота, у той час як у Заходняй Еўропе вясна выдалася вельмі позняй і халоднай. Да прыкладу, на мінулым тыдні тэмпература ў Менску дасягала трыццаціградусных значэнняў, тады як у Парыжы тэрмометры ледзь пераадольвалі адзнаку 18 С.

Струменная плынь (джэт) пралягае на вышыні 10 і больш кіламетраў, а яе хуткасць можа дасягаць 500 км/г. Яна ўдзельнічае ў пераносе цяпла ў мерыдыянальным кірунку, гэта значыць у выпадку Еўропы дапамагае даносіць цяпло Гальфстрыму далей на ўсход. Аднак яе траекторыя нярэдка адхіляецца ад кірунку захад - усход: джэт перакрыўляецца, прымаючы форму сінусоіды. З такімі выгібамі часта звязаныя анамальныя з'явы надвор'я - да прыкладу, уварванне арктычных халадоў у нізкія шыроты, як гэта адбывалася мінулай зімой у ЗША, або фармаванне антыцыклонаў у еўрапейскай частцы Расеі, дзякуючы якім вільготныя паветраныя масы Атлантыкі не прасоўваюцца на ўсход, а ва Усходняй Еўропе надоўга ўсталёўваецца сухое і гарачае надвор'е.

Прафесар Аляксандр Кіслоў, загадчык кафедры метэаралогіі і кліматалогіі геаграфічнага факультэта МДУ, так тлумачыць цяперашняе незвычайнае размеркаванне цяпла і холаду над Еўропай: «Гэта вельмі проста. У атмасферы існуюць хвалі (планетарныя хвалі, або «хвалі Росі»), памер якіх складае прыкладна 1 000 км. Дзякуючы ім цяпер цяпло ідзе на еўрапейскую тэрыторыю Расеі, а холад - на Цэнтральную Еўропу. Менавіта з «хвалямі Росбі» звязана тое, што адзін год не падобны да іншага, г.з. міжгадавая зменлівасць надвор'я».

Большасць кліматолагаў мяркуюць, што частата анамальных з'яў надвор'я павялічваецца ў сувязі з глабальным пацяпленнем. Павышэнне зімовых тэмператур у Арктыцы не можа не ўплываць на паводзіны струменнай плыні, бо менавіта розніца тэмператур у арктычных і трапічных шыротах той самы матор, які забяспечвае атмасферны джэт энэргіяй. Аднак да апошняга часу заставалася незразумелым, ці звязаныя паводзіны «хваляў Росбі» з падвышэннем сярэдніх тэмператур Арктыкі ці гэта ўсяго толькі выпадковая статыстычная зменлівасць ад года да года. Менавіта адказ на гэтае пытанне, магчыма, вынікае з працы нямецкіх кліматолагаў.

У іх мадэлі ўпершыню былі прынятыя пад увагу паводзіны азонавага слою - часткі стратасферы з высокім утрыманнем азону, якая ляжыць на вышынях блізу 20-25 км. «Мы распрацавалі алгарытм машыннага навучання, які дазволіў нам улічваць азонавы пласт у якасці інтэрактыўнага элемента мадэлі, - кажа аўтар працы Эрык Раманоўскі. - З дапамогай гэтай мадэлі мы цяпер можам рэалістычна пракручваць назіраныя перамены ў паводзінах струменнай плыні». Згодна з мадэллю азонавая хімія ўзмацняе эфект нагрэву стратасферы ў палярных шыротах, што ўплывае на траекторыю і магутнасць джэта.

«Наша даследаванне паказвае, што перамены ў паводзінах джэта збольшага выкліканыя стратай арктычнага ледзянога покрыва, - тлумачыць кіраўнік даследавання прафесар Маркус Рэкс у прэс-рэлізе інстытута Альфрэда Вегенера. - Калі ледзяны шчыт працягне змяншацца, мы мяркуем, што частата і інтэнсіўнасць экстрэмальных з'яў надвор'я ва ўмераных шыротах павялічыцца. Акрамя таго, нашы вынікі пацвярджаюць, што пачашчэнне зімовых халодных перыядаў у ЗША, Еўропе і Азіі ніякім чынам не супярэчыць глабальнаму пацяпленню: наадварот, гэта частка антрапагенных кліматычных перамен».

Варта адзначыць, што гэтая праца адзін з першых прыкладаў выкарыстання штучнага інтэлекту для кліматычнага мадэлявання. Вынікам стала стварэнне мадэлі, якая больш рэалістычна апісвае назіраныя з'явы надвор'я. Гэтыя магчымасці, магчыма, будуць больш шырока выкарыстаны ў мадэляванні зямнога клімату, што можа прывесці да распрацоўкі больш дакладных прагнозаў, а ў будучыні - да распрацоўкі метадаў кліматычнай інжынерыі, здольных супрацьстаяць неспрыяльным для чалавецтва тэндэнцыям у развіцці кліматычнай сістэмы.