Карты тропиков, показывающие годовые максимальные температуры во влажных зонах, прогнозируемые авторами на предстоящее лето, с учетом текущих условий Эль-Ниньо и глобального потепления (вверху) и дополнительного эффекта, обусловленного только Эль-Ниньо (внизу). Прогнозируется, что в самых красных областях будут самые высокие температуры влажных колбочек — показатель совокупного воздействия влажности и температуры. В черных прямоугольниках указаны регионы, которые были проанализированы более подробно. Автор: И Чжан, Калифорнийский университет в Беркли.
Новый статистический анализ взаимодействия между Эль-Ниньо и повышением глобальных температур из-за изменения климата приводит к выводу, что приближающееся лето в тропиках имеет почти 7 из 10 шансов побить рекорды температуры и влажности.
Прогноз, сделанный климатологами Калифорнийского университета в Беркли, применим к обширной части земного шара, простирающейся вдоль экватора, включая Индию и большую часть Африки, Центральной и Южной Америки и Австралии, но также включает Флориду и Техас.
Подобные долгосрочные прогнозы могут помочь регионам подготовиться к экстремальным жарам и защитить людей, домашний скот и посевы, сказал Уильям Боос, профессор наук о земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли и автор исследования, которым руководил постдокторант Калифорнийского университета в Беркли Миллер Йи Чжан.
"Гуманитарная помощь и разъяснительная работа, подготовка к медицинскому обслуживанию и консультирование, а также распределение урожая и сельскохозяйственной техники - все это может быть скорректировано с учетом этого прогноза", - сказал Боос.
В то время как температуры по всему миру почти каждый год устанавливают рекорды, сочетание высокой температуры и влажности является двойным ударом, который может быть смертельным. В то время как большинство здоровых людей могут переносить сухую жару, влажная жара вызывает гораздо больший стресс для организма. Чем более влажно, тем меньше испаряется пота, что снижает охлаждающий эффект потоотделения и затрудняет поддержание внутренней температуры тела в пределах нормы.
"Если вы не сможете охладить свое тело до температуры ниже 98,6 ° F, или 37 ° C, то вы умрете", - сказал Боос. "Пот - это основной способ охладиться, когда становится жарко. Итак, если потоотделение не позволяет вам охладиться ниже основной температуры тела, это предел выживаемости."
Прогноз был опубликован в этом месяце в журнале Geophysical Research Letters. Это основано на текущем понимании учеными влияния Эль-Ниньо на тропическую жару и влажность, в частности, на том, что температура атмосферы в нескольких километрах над землей определяет, насколько жарко и влажно может быть на уровне земли. Эти температуры на верхнем уровне являются самыми высокими примерно через пять месяцев после пика Эль-Ниньо. Самый последний пик пришелся на декабрь 2023 года.
"Общеизвестно, что Земля нагревается, а Эль-Ниньо - это теплый эпизод естественного колебания климата, поэтому мы ожидаем конструктивного вмешательства этих двух факторов — что Эль-Ниньо усугубит последствия глобального потепления", - сказал Боос.
"В долгосрочной перспективе глобальное потепление приведет к повышению температуры, а также влажности, то есть к увеличению содержания водяных паров в воздухе. Вместе с Эль-Ниньо это позволяет жаре и влажности достигать более высоких уровней в данном месте тропиков."
На основе своего анализа исследователи пришли к выводу, что Эль‐Ниньо "от сильного до очень сильного" в конце 2023 года, которому был присвоен рейтинг 2,0 по Океаническому индексу Ниньо, предполагает, что средняя максимальная температура влажных луковиц на тропической земле в 2024 году составит 26,2 ° C (79,2 ° F) и вероятность побить существующие рекорды составляет 68%.
Температура влажной лампы — в основном температура, которую вы можете поддерживать, будучи покрытыми потом или в мокрой футболке при сильном ветре, — является лучшим показателем того, как люди чувствуют себя во влажной жаре, чем сама температура. В тепловлажностных средах, таких как тропики, температура влажных ламп выше 30 ° C, может привести к необратимому тепловому стрессу.
По словам Бооса, в некоторых регионах, которые часто страдают от воздействия влажной жары, таких как северная Индия, вероятность того, что этим летом будет рекордная жара и влажность, составляет 50%. Однако вероятность рекордной влажной жары в регионе Сахель в Африке составляет 35%.
Последствия Эль-Ниньо усиливаются из-за глобального потепления
Эль-Ниньо - это периодическая погодная ситуация, связанная с потеплением поверхности океана в восточной части Тихого океана, которое, в свою очередь, нагнетает тепло и влажный воздух в верхние слои атмосферы, распространяющиеся вокруг экватора Земли. Условия Эль-Ниньо, которые чередуются с более прохладными условиями Ла-Нинья в так называемом климатическом цикле Эль-Ниньо-Южное колебание (ENSO), являются одной из основных движущих сил тропической погоды, сказал Боос. Жара и влажность в верхних слоях атмосферы достигают земли во время грозы через порывы воздуха, которые мы связываем с этими событиями.
"Порывистый, прохладный ветер, который налетает во время грозы, на самом деле представляет собой холодный воздух, опускающийся с верхних слоев атмосферы, охлаждающий поверхность", - сказал Боос. "Когда случается Эль-Ниньо, верхние слои атмосферы становятся теплее, а это значит, что эти нисходящие потоки будут не такими холодными. Таким образом, на вашей поверхности в целом повысится содержание тепла и влажности ".
Для своего исследования Боос и его коллеги, включая ведущего автора Чжана, взяли данные о экстремальных значениях жары и влажности в тропиках за последние 45 лет и сопоставили их с потеплением при Эль-Ниньо в Тихом океане, затем объединили эти данные с повышением температуры и влажности, сопровождающим глобальное потепление. Продолжающийся рост средней глобальной температуры усугубляет последствия Эль-Ниньо, сказал Боос.
Он отметил, что статистический характер анализа позволяет делать долгосрочные прогнозы, которые трудно надежно сделать с помощью современных компьютерных моделей погоды, которые хороши для краткосрочных прогнозов, но плохи для прогнозирования погоды на несколько недель вперед.
"Что мы сделали в этой работе, так это разработали простую статистическую модель, и мы хорошо проверили ее на соответствие данным наблюдений, обучив ее на некоторой части данных, не используя другие части данных, убедившись, что она хорошо работает на данных, на которых она не обучалась", - сказал он. "Я думаю, что это обеспечивает довольно хорошую планку для суперкомпьютерных моделей, которые прогнозируют климат в сезонном масштабе времени".
Чжан отметил, что пятимесячный срок подготовки прогноза основан на текущем состоянии ENSO. Если бы метеорологические центры могли прогнозировать условия ENSO за шесть-12 месяцев вперед, время подготовки к прогнозированию температуры влажных луковиц можно было бы увеличить примерно до года, что дало бы еще больше времени на подготовку сообществам по всей тропике.
Боос признал, что природные явления могут опровергнуть этот прогноз. Извержение вулкана может охладить климат Земли, как это произошло после извержений горы Пинатубо в 1991 году и Эль-Чикона в 1982 году. Внезапное похолодание в Ла-Нинья в Восточной части Тихого океана — по сути, обратная ситуация Эль—Ниньо - также может компенсировать повышение температуры и влажности. Но, за исключением подобных событий, прогноз может помочь странам подготовиться к потенциально смертельному сочетанию высокой температуры и высокой влажности.
"Мы количественно оцениваем совокупное влияние Эль-Ниньо и глобального потепления на этот показатель влажного теплового стресса. Это ново", - сказал Боос. "Мы также оцениваем вероятность рекордного события количественно. Такого сочетания вещей раньше не было ".