Появление сильной жары опережает расчеты климатических моделей

[Bulat Yessekin]

Краткое изложение статьи

В то время как связанные климатические модели были полезными инструментами для моделирования и прогнозирования реакции глобальной средней температуры на антропогенную деятельность в прошлом за исторический период (17) (приложение SI, рис. S6), мы обнаруживаем, что наблюдаемые долгосрочные тенденции в поведении хвостов экстремальных тепловых явлений действительно выходят за рамки того, что предполагают исторические модельные ансамбли в нескольких регионах мира (рис. 3 и приложение SI, рис. S5, S8 и S9). Экстремальные погодные явления с высокой степенью воздействия в большинстве случаев без исключения являются результатом совместного действия нескольких факторов, причем важность каждого из них зависит от региона.
Сухие почвы и связанные с ними обратные связи между сушей и атмосферой являются основными факторами, вызывающими тепловые волны (9, 19, 36). Было обнаружено, что тенденция к усилению потепления в жаркие дни по сравнению со средним потеплением в тропиках в значительной степени может быть объяснена механизмом “сухость становится жарче” (37), в то время как тенденции выпадения осадков, как было установлено, определяют возникновение экстремальных периодов жаркой и сухой погоды во всем мире (38). Хантингфорд и др. (26) выявили региональные различия в тенденциях изменения 90-го процентиля суточных температур за год: в то время как в Северном полушарии основное внимание уделялось сухости внетропических почв, тенденции в тропической Африке были связаны с увеличением количества доступной энергии. Аналогичные результаты были получены в исследовании ref. 27, которое обнаружило хорошее соответствие результатов моделирования и данных повторного анализа по Северному полушарию в более умеренном определении расширения хвоста (среднее значение Tx по трендам в сравнении с самым жарким значением Tx). Они также обнаружили, что положительные и отрицательные тенденции (наблюдаемые здесь над Сибирью или Северной Африкой) могут быть связаны с локальными изменениями в гидроклимате. Это согласуется с более ранними результатами (39), которые объясняли усиление потепления в регионах средиземноморского типа. Симпсон и др. (40) обнаружили, что тенденции изменения влажности, которые сильно зависят от точного описания характера выпадения осадков (38), испарения (которое частично контролируется растительностью) и гидрологических характеристик поверхности суши, включая растительность, по-прежнему воспроизводятся неточно, что может частично объяснить расхождения, о которых здесь сообщается.
Устойчивые системы высокого давления, которые проявляются в виде локальных блокирующих явлений (41) или зонально вытянутых стационарных волн Россби (3, 42, 43), являются важными факторами экстремальных погодных условий, особенно в средних широтах (44). Атмосферная циркуляция считается основным источником неопределенности, которая также влияет на тенденции выпадения осадков (Шепард, 2014) и, следовательно, на баланс поверхностных вод и энергии, а также на температуру. В частности, Европа была определена как глобальная горячая точка с высокой температурой (31), где самые жаркие дни в году нагреваются в два раза быстрее, чем средние летние дни (30), и эта тенденция обусловлена динамикой атмосферы (31, 34) и в значительной степени не учитывается климатическими моделями (32). Тенденции циркуляции также могут способствовать уменьшению ширины "хвоста" над Сибирью и Северной Африкой, где тренды геопотенциальной высоты демонстрируют меньшие или отрицательные тенденции по сравнению с остальными средними широтами (45) и сдерживают потепление в центральной части Соединенных Штатов (на фиг. 1 выделены серым цветом). 1 и 2 как 87-й процентили показывают отрицательную динамику) (46).
Хотя новейшее поколение климатических моделей демонстрирует некоторое улучшение в представлении частоты и величины атмосферных блокировок (41, 47, 48), эти показатели все еще недооцениваются в моделях CMIP6 (49). Недавние исследования показали, что, хотя модели точно воспроизводят местоположение и силу волн верхнего уровня, они также существенно недооценивают реакцию поверхности на квазистационарные волны, подобные тем, которые были вызваны несколькими недавними экстремальными погодными явлениями, например, европейской жарой 2003 года (50, 51).
Небольшое улучшение, которое мы наблюдаем в моделях с принудительной SST, особенно для Восточной Австралии, Японии и Кореи (рис. 3 и приложение SI, рис. S5), предоставляет дополнительные доказательства потенциальной роли конкретных моделей ТПО, возможно, за счет воздействия на определенные модели динамической циркуляции атмосферы и/или осадков и связанных с ними обратных связей между сушей и атмосферой, которые сыграли важную роль в недавних сильных волнах жары (3, 5, 52, 53). Периоды сильной жары в Северной Америке часто связаны с устойчивыми гребнями в струйных течениях, которые были связаны с режимами ТПМ в Тихом океане (54, 55).
Устойчивая и экстремальная жара особенно усилилась в западной и южной частях Северной Америки (31, 56). ТТП в тропической части Тихого океана оказывают мощное влияние на изменчивость климата и погоды во всем мире, главным образом через циклы Эль-Ниньо-Южного колебания (ЭНСО). Было высказано предположение, что Эль-Ниньо может привести к экстремальной жаре и выпадению осадков в северных средних широтах летом 2023 года (13). Кроме того, известно, что тенденция к ТПГ в тропической части Тихого океана, похожая на Ла-Нинья, привела к двухдесятилетней мегазасушке на юго-западе Северной Америки (57). Мероприятия ENSO также играют важную роль в поддержании определенных экстремальных температур, таких как аномальная жара 2010 года в России, которая была связана с ТПГ, похожим на Ла-Нинья (52). Современные климатические модели предсказывают, что растущие выбросы парниковых газов (ПГ) должны привести к уменьшению градиента ТПГ от теплого к холодному с запада на восток в экваториальной части Тихого океана, в то время как, согласно наблюдениям, этот градиент усилился за последние десятилетия наряду с ростом концентраций ПГ (58, 59). Таким образом, региональные различия в усилении тепловых волн могут быть частично связаны с расхождениями сигналов SST в моделях и наблюдениях и с тем, как они связаны с осадками и температурой по всему миру. Однако, поскольку уменьшение смещения в экспериментах с применением SST невелико, это не может быть единственным объяснением (рис. 3 и приложение SI, рис. S5).
Представление аэрозолей и их взаимодействия с облаками остается серьезной проблемой для климатических моделей (60), но эти факторы могут играть важную роль в региональных тенденциях аномальной жары (61). Сокращение выбросов аэрозолей было определено как фактор, способствующий распространению аномальной жары в Европе, который в значительной степени не учитывается в региональных моделях (62). В последние годы Китай существенно сократил выбросы аэрозолей и прекурсоров озона, что способствовало повышению местных температурных тенденций в некоторых регионах (63).

Оригинал статьи 

https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2411258121

Карта опасных климатических зон

https://iiasa.ac.at/news/nov-2024/mapping-worlds-climate-danger-zones

Best regards,

Bulat K. YESSEKIN

[Svet Zabelin]

Булат, спасибо за статью!

Мне кажется, что в контексте наших усилий по включению рассмотрения биосферных процессов в модели, а мероприятий по охране природы - в число приоритетных действий, важны первые строчки Abstracts этой статьи.

Свет

Многочисленные недавние погодные явления, ставящие катастрофически превышающие  все рекорды, ставят под сомнение адекватность климатических моделей для эффективного прогнозирования и подготовки к беспрецедентному воздействию климата на жизнь человека, инфраструктуру и экосистемы. Здесь мы показываем, что экстремальная жара в нескольких регионах мира значительно и более быстрыми темпами усиливается по сравнению с тем, что предсказывают современные климатические модели при нынешнем потеплении, даже после учета их регионального летнего фонового потепления. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2411258121

сб, 4 окт. 2025 г. в 11:19, Bulat Yessekin <bulat.y...@gmail.com>:

--
Вы получили это сообщение, поскольку подписаны на группу "Изменение климата в Центральной Азии".
Чтобы отменить подписку на эту группу и больше не получать от нее сообщения, отправьте письмо на электронный адрес climate-change-in-ka...@googlegroups.com.
Чтобы посмотреть обсуждение, перейдите по ссылке https://groups.google.com/d/msgid/climate-change-in-kazakhstan/CAOEkFvX_E519geqEHR5WL%3DJJYODc3iMnBMCgHeteLK7nrhocAw%40mail.gmail.com.