Парникові гази змінюють потік повітря над Тихим океаном

Після рідкісної трирічного явища Ла-Нінья, яка принесла сильний дощ і повінь у східну Австралію у 2020-22 роках, тепер ми готуємося до спеки та посухи Ель-Ніньо на протилежному кінці спектра. Але в той час, як Всесвітня метеорологічна організація оголосила про виникнення Ель-Ніньо, Бюро метеорології Австралії ще не зробило подібної заяви. Натомість Бюро залишається в стані тривоги щодо Ель-Ніньо.

Причиною цієї невідповідності є те, що називається Тихоокеанською циркуляцією Уокера. Характер і потужність повітряних потоків над Тихим океаном у поєднанні з температурою поверхні моря визначають, чи буде в Австралії явище Ель-Ніньо чи Ла-Нінья.

У нашому новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature, ми запитали, чи вплинуло накопичення парникових газів в атмосфері на циркуляцію Уокера. Ми виявили, що загальна потужність ще не змінилася, але натомість з року в рік поведінка відрізняється. Перехід між умовами Ель-Ніньо та Ла-Нінья сповільнився протягом індустріальної ери. Це означає, що в майбутньому ми можемо побачити більше таких багаторічних подій типу Ла-Нінья або Ель-Ніньо. Тому нам потрібно бути готовими до більшого ризику повеней, посухи та пожеж.

Кліматична система океан-атмосфера

Ла-Нінья та її двійник Ель-Ніньо є двома крайніми точками Південного коливання Ель-Ніньо — сполученої системи океан-атмосфера, яка відіграє важливу роль у глобальній мінливості клімату.

Циркуляція Уокера — це атмосферна частина. Повітря підійматися над Індо-Тихоокеанським теплим басейном (регіон океану, який залишається теплим цілий рік) і тече на схід високо в атмосфері. Потім він знову опускається на поверхню над східною екваторіальною частиною Тихого океану і тече назад на захід уздовж поверхні, утворюючи тихоокеанські пасати. Коротко кажучи, він петляє в напрямку схід-захід через екваторіальний Тихий океан.

Але кровообіг Уокера не завжди тече з однаковою інтенсивністю — іноді він сильніший, а іноді слабший. Періоди сильнішої чи слабкішої циркуляції Уокера мають серйозний вплив на клімат Австралії. Сильніша циркуляція Уокера означає сильніші за середні пасати та загалом умови океану, схожі на Ла-Нінья. Це часто приносить вологу погоду на схід Австралії.

З іншого боку, слабша циркуляція Уокера приносить слабші за середні пасати та океанічні умови, схожі на Ель-Ніньо. Слабка циркуляція Уокера часто пов’язана з більш сухою погодою в північній і східній Австралії. Поки що циркуляція Уокера – це те, чого не вистачає в поточній події Ель-Ніньо, що розвивається в Тихому океані: вона не ослабла настільки, щоб Бюро могло оголосити подію Ель-Ніньо.

Що відбувається з Walker Circulation?

Циркуляція Уокера значно впливає на погоду та клімат у багатьох місцях світу, не лише в Австралії. Сильніша, ніж зазвичай, циркуляція Уокера навіть сприяла «уповільненню глобального потепління» на початку 2000-х років. Це пояснюється тим, що сильніша циркуляція Уокера часто пов’язана з дещо нижчою глобальною температурою.

Тож ми повинні знати, як він поводитиметься в майбутньому. Щоб зробити це, нам спочатку потрібно знати, чи змінилася — і якщо так, то як — поведінка циркуляції Уокера змінилася через діяльність людини. А для цього нам потрібна інформація про те, як циркуляція Уокера поводилася до того , як люди почали впливати на кліматичну систему.

Ми реконструювали мінливість циркуляції Уокера за останнє тисячоліття. Ми використали глобальні дані з кернів льоду, дерев, озер, коралів і печер, щоб створити картину того, як циркуляція Уокера змінювалася з часом.

Ми виявили, що в середньому ще не відбулося жодних змін індустріальної епохи в силі циркуляції Уокера. Це було несподівано, оскільки комп’ютерне моделювання клімату Землі загалом припускає, що глобальне потепління зрештою спричинить слабшу циркуляцію Уокера або більше схожу на Ель-Ніньо.

Для цього є кілька можливих причин. Одна з них полягає в тому, що накопичення дрібних часток у повітрі, таких як дим або промислове забруднення, може спричиняти посилення циркуляції Уокера, отже, «нівелюючи» послаблюючий ефект глобального потепління.

Наше дослідження також не виключає можливості того, що з майбутнім підвищенням глобальної температури циркуляція Уокера справді ослабне, що призведе до більш схожих на Ель-Ніньо умов. За такого сценарію австралійці можуть очікувати зменшення кількості опадів на півночі та сході, а також підвищення температури на всьому континенті та менше снігу в Австралійських Альпах.

Незважаючи на те, що середня сила циркуляції Уокера не змінилася в індустріальну епоху, відбулися незначні зміни в тривалості часу, необхідного для циркуляції Уокера для переходу з одного стану в інший. Циркуляція Уокера тепер повільніше перемикається між слабкою та сильною фазами, і ми підозрюємо, що на це впливає зміна клімату. Це має потенційно важливі наслідки для екстремальних кліматичних умов, оскільки умови Ель-Ніньо та Ла-Нінья можуть зберігатися довше.

Наше дослідження також виявило, що великі вибухові вулканічні виверження — принаймні такі потужні, як виверження Ель-Чічона в 1982 році — можуть спровокувати ослаблення циркуляції Уокера, подібне до Ель-Ніньо, через один-три роки після виверження. На жаль, виверження вулканів залишається надзвичайно важко передбачити, тому це не допомагає нашим довгостроковим кліматичним прогнозам.

Яке повідомлення для австралійців?

З точки зору передбачення того, як циркуляція Уокера зміниться в майбутньому, тепер ми можемо зосередити увагу на конкретних кліматичних моделях, результати яких найбільше відповідають тому, що ми виявили під час нашої реконструкції. Тобто моделі, які не демонструють тенденції до ослаблення промислової епохи. Цей підхід може допомогти нам отримати точніші прогнози майбутніх змін циркуляції Уокера.

Інша річ, яку ми можемо зробити, це бути готовими до подій Ель-Ніньйо та Ла-Нінья, які відбуватимуться протягом наступних років поспіль, а також до тривалих вологих або сухих періодів, які вони можуть принести в Австралію. А якщо станеться велике виверження вулкана? Будьте готові до кількох років слабкої циркуляції Уокера та теплої сухої погоди, яка може принести. Джерело