Во многих регионах мира начало весны 2020 года было аномально теплым. Вслед за тяжелейшей пандемией, по некоторым прогнозам, могут прийти засуха, ураганы, аномально жаркое лето. Глобальное сокращение производства, связанное с распространением COVID-19, привело к сокращению выбросов углекислого газа на 17 процентов, но концентрация CO2 в атмосфере при этом не просто не упала, а продолжает расти – не стоит рассчитывать, что у пандемии будет заметный положительный климатический эффект.
О том, какой погоды нам стоит ждать этим летом, почему в некоторых местах глобальное потепление оборачивается похолоданием и каким будет климатический эффект пандемии Радио Свобода поговорило с ведущим российским специалистом по моделированию климата, заместителем директора Института физики атмосферы им. А.М. Обухова Российской академии наук, заведующим лабораторией климатологии Института географии РАН Владимиром Семеновым.
– Основной инструмент, который позволяет прогнозировать климатические изменения в будущем, – моделирование. А как выглядят такие модели?
– Это сложная система уравнений. Уравнения описывают физические законы, которые господствуют в природе. Ведь в атмосфере идут одни процессы, в океанах другие, в ледниках третьи, и так далее. Все эти процессы можно описать уравнениями. В природе эти процессы взаимодействуют. И описывающие их уравнения тоже, если можно так выразиться, взаимодействуют. Процессы сложные, и уравнения сложные. На бумаге такую систему уравнений решить невозможно, и ее решает компьютер. Зачастую на решение одной задачи требуется несколько месяцев, а иногда и лет. Раньше климатические модели были проще, в них учитывалось меньше компонентов Земной системы. За последние два десятилетия в моделировании произошел резкий прогресс и, помимо климатических и других природных компонентов, модели стали описывать, к примеру, изменение растительности, цикл углерода, рост и таяние ледников. Так что мы имеем дело не просто с климатическими моделями, а моделями Земной системы, то есть теперь мы в состоянии учесть совместную динамику атмосферы, гидросферы, криосферы (это оболочка Земли, состоящая из снега и льда, вплоть до ледяных облаков) и биосферы. И все это одновременно. Здесь, правда, надо понимать, что в сложных моделях и ошибки пока еще значительные, что связано с большой неопределенностью многих параметров, используемых при описании моделируемых процессов.
БОЛЬШЕ ПО ТЕМЕ: «Водная катастрофа в Крыму может случиться уже в 2020-м»– Для того чтобы понимать, как меняется климат, нужно знать, каким он был в прошлом. Есть своеобразные природные архивы, в которых зафиксировано то, как вместе с климатом менялись животный и растительный мир, рисунок годовых колец деревьев, химический состав льда, раковин различных животных, особенности состава органических соединений в морских и озерных осадках. А есть какие-то более точные данные?
– Мы пользуемся инструментальными наблюдениями, то есть измерениями климатических параметров. В основном это температура и количество осадков. В некоторых странах измерения температуры проводятся уже очень давно. К примеру, в Англии такие записи известны уже с ХVII века. А с середины XIX века инструментальные наблюдения стали столь частыми, что на их основании можно восстановить картину климата по всей планете в средних широтах и экваториальной области (Арктика и Антарктика еще долгое время оставались terra incognita). С этого времени трансатлантические и транстихоокеанические морские рейсы стали регулярными, и замеры производились экипажами этих судов. Приблизительно в это же время регулярные замеры стали производиться и в большинстве крупных городов.
Пылевая буря в Австралии, январь 2020 года
– На бытовом уровне мы часто путаем климат и погоду, кажется, что если ученые говорят о глобальном потеплении, то и погода должна становиться заметно более жаркой.
– Климат – это средняя погода, точнее, это ансамбль состояний погоды за определенный достаточно долгий промежуток времени – от десяти лет и больше. Мы обычно берем для усреднения 30 лет. Кстати, за последние десятилетия и в области предсказания погоды произошел огромный прогресс, его даже называют "тихой революцией" в этой области науки. В модели прогноза погоды сейчас усваивается намного больше данных, в том числе и спутниковых. Раньше погодные прогнозы делались исходя из данных об атмосферном давлении. Сейчас в прогнозах используется и влажность, и скорость ветра на всех уровнях, и многие другие характеристики. Теперь точность прогноза погоды на три дня составляет 98%. Но, тем не менее, следует понимать, что предсказать погоду больше чем на две недели невозможно.
– В середине мая 2020 года погода была удивительно холодной – и в России, и в Европе, и в Америке. Где-то 9 градусов, где-то 13, а где-то, как в Бостоне и Петербурге, даже снег прошел. Такие аномалии как-то объясняются климатическими моделями? Это проявление того самого "глобального потепления"?
– И да и нет. В переходные сезоны, а это весна и осень, отскоки температуры закономерны. Например, черемуховые похолодания весной и бабье лето осенью. Про них люди знали задолго до того, как мы с вами родились. Дело в том, что движения воздушных масс происходят волнообразно. Вы могли слышать термины "атмосферные волны Россби" или "планетарные волны". Это гигантские изгибы высотных ветров. Эти волны движутся на запад, а воздушные массы в наших широтах – на восток. При определенных условиях, когда скорость движения волн близка к скорости воздушного потока, они сильно замедляются или даже застывают на месте. И тогда "застывает" погода: либо льют дожди, либо, наоборот, стоит ясная солнечная погода. Зачастую это случается либо осенью, либо весной. Однако существует гипотеза о том, что амплитуда такого рода похолоданий, как мы пережили только что, увеличилась из-за потепления в Арктике. В Арктике потепление происходит намного быстрее, чем в средних широтах и, соответственно, уменьшается разница температуры между Арктикой и средними широтами. Это уменьшает скорость перемещения воздушных масс с запада на восток в средних широтах Северного полушария, планетарные волны относительно поверхности Земли замедляются и воздушные массы вместо того, чтобы перемещаться с запада на восток, начинают затекать в стороны, на юг или на север. Как говорят метеорологи, циркуляция вместо зональной (вдоль широтного круга) становится меридиональной (вдоль меридианов). Представьте, что вы быстро едете на велосипеде. Вам при этом совсем нетрудно удерживать направление. А стоит снизить скорость – и переднее колесо начинает вилять. Так же и арктические воздушные массы при низкой скорости спускаются на юг и приносят с собой холод. Это именно то, что мы наблюдаем сейчас.
БОЛЬШЕ ПО ТЕМЕ: Письма крымчан: Беда одна не ходит– Минувший март был самым теплым мартом, начиная аж с 1880 года, появились предсказания, что и лето будет аномально жарким – то есть вслед за пандемией придет ужасная засуха. Действительно стоит ожидать чего-то подобного?
– Предсказание на три-четыре месяца вперед – это уже не обычный прогноз погоды, это сезонный прогноз. Такой прогноз осуществить намного сложнее, и точность его будет намного ниже. Однако есть определенные признаки поведения океана и атмосферы, опираясь на которые, можно предсказать, будет ли летом температура в определенном регионе выше или ниже нормы. Например, Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды осуществляет такие прогнозы. Согласно данным этого института, грядущее лето будет жарким на юге Европы – в Средиземноморье и на Балканах температуры могут быть в среднем на 2-3°C, а то и на 4°C выше средних, тогда как в северо-западной Европе лето будет хотя и теплым, но не экстремально жарким. А к северо-востоку от Москвы прогнозируется небольшая отрицательная аномалия, правда, речь здесь идет об аномалии в пределах одного градуса.
Пылевая буря в Киеве, апрель 2020 года
– Если мы посмотрим на карту распределения температурных аномалий, то действительно обнаружим, что почти по всему земному шару температуры растут, но есть редкие регионы, где температуры падают. К таким регионам относятся, в частности, и субполярные широты северной Атлантики. По прошлым эпохам мы знаем, что именно этот регион очень важен для формирования глобального климата. Что же там происходит сейчас?
– Аномалия, которая там наблюдается, небольшая, в пределах одного градуса. Это действительно очень интересный регион. Здесь происходит перераспределение тепла. Теплые воды Северо-Атлантического течения здесь охлаждаются, из-за этого охлаждения они становятся плотнее, уходят на дно и уже по дну текут в обратном направлении. Таким образом работает "мотор", который двигает меридиональный круговорот воды в океане, или, как его называют, глобальный океанический конвейер. Сейчас этот участок океана становится менее соленым, опресняется, потому что туда поступает талая вода и из Гренландского ледника, и из арктического морского льда. Опресненная вода имеет меньшую плотность, это препятствует уходу воды на глубину. "Мотор" теряет свою силу, течение замедляется и, соответственно, меньше тепла переносится с юга на север. Поэтому мы видим в этом регионе отрицательную температурную аномалию. Модели хорошо воспроизводят эту ситуацию. Но это региональное явление. И эффект глобального потепления его вскоре может перекрыть.
– Но до какой-то степени этот процесс опреснения субполярных вод в северной Атлантике все-таки сдерживает глобальное потепление?
– В очень малой степени, так как при тех темпах глобального потепления, которое мы имеем сейчас, океаническая циркуляция в этом регионе может ослабнуть примерно на 20%. А это совершенно недостаточно для того, чтобы сдержать потепление.
БОЛЬШЕ ПО ТЕМЕ: «Водная проблема Крыма не менее опасна, чем коронавирус»– А есть ли еще регионы, где становится холоднее именно благодаря глобальному потеплению?
– С начала 2003 года в европейской части России и Европе наблюдались очень суровые зимы. Каждая третья зима была аномально холодной. Парадоксальным образом это связано с глобальным потеплением, а именно с потеплением в Арктике и сокращением морского льда, которое обуславливает развитие антициклона на этих территориях. И в описании этого механизма мой коллега Владимир Петухов и я были одними из первых. Тут важно отметить, что такая зависимость существует только для определенного диапазона сокращения площади льдов. То есть это не означает, что когда льда станет еще меньше, зимы станут еще холоднее. Нет! Существует определенный порог, после которого ситуация кардинально меняется. Когда Баренцево море зимой станет свободным ото льда на 80% и больше, то эта зависимость развернется в противоположную сторону. И тогда отсутствие льда в Баренцевом море будет формировать в Европе и на европейской части России уже аномально теплые зимы.
– Сейчас из-за пандемии и карантина, введенных почти во всех странах, упало производство, а с ним и количество выбросов, в том числе и выбросов углекислого газа. Даст ли это какой-то заметный климатический эффект?
– Это безусловно выразится в меньшем загрязнении атмосферы. Действительно, уже сейчас наблюдения за состоянием атмосферы показывают, что воздух над Москвой и другими мегаполисами становится значительно чище. Наши измерения показывают уменьшение концентраций угарного газа и оксидов азота на 20-40%. И тут становится понятно, до какой же степени мы загрязняем атмосферу. Это можно рассматривать как уникальный глобальный эксперимент. Конечно, не случись пандемия, мы бы не увидели этого эффекта. Но это – кратковременное явление. Восстановится производство – вернется и загрязнение. Но сравнительно кратковременное сокращение производства большого климатического эффекта дать не может, – считает Владимир Семенов.