Статья о засухе в Калифорнии и экстремальной ситуации, которую она спровоцировала.
Калифорния переживает рекордную засуху, начавшуюся в 2012 году, самую сильную как минимум за 1200 лет. Ее можно увидеть по-разному: большинство резервуаров пресной воды пересыхает, на полях увядают посевы, а грунтовые воды быстро истощаются.
Каким бы ни было определение засухи, основанное на метеорологических, гидрологических, сельскохозяйственных или социально-экономических показателях, все показатели свидетельствуют об экстремальной ситуации, обусловленной особенно теплыми и засушливыми условиями. В прошлом году было зарегистрировано самое низкое количество осадков за календарный год, что привело к острой нехватке воды, перегрузке грунтовых вод для замены недостающих дождей, критически низкому речному стоку и высокому риску лесных пожаров.
Калифорния и другие юго-западные штаты в прошлом страдали от многолетних засух, но как изменение климата отражается на том, что происходит сейчас? Могут ли ученые отделить влияние повышения уровня парниковых газов на текущую засуху от других факторов? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо рассмотреть метеорологические силы, которые определяют погоду в Калифорнии.
Зимние осадки в Калифорнии обычно выпадают в результате штормов в северной части Тихого океана, которые направляются сильной рекой ветра, известной как реактивный поток. На изменение количества осадков из года в год влияет ряд факторов, включая цикл Эль-Ниньо, характеризующийся потеплением температур в Тихом океане, а также долгосрочные колебания климата, вызывающие естественную изменчивость на протяжении десятилетий или сотен лет. В игре также находятся обычные кратковременные изменения в атмосфере и последствия долгосрочного изменения климата.
Засухи возникают тогда, когда значительно уменьшается количество тихоокеанских штормов, выпадающих в результате выпадения осадков и достигающих западного побережья. Они блокируются регионом постоянно высокого атмосферного давления, называемым верхним хребтом. Этот хребет высокого давления направляет струйный поток на гораздо более северный путь. В результате большинство систем осадков пропускают Калифорнию, причем некоторые из них идут на север, вплоть до Британской Колумбии и Аляски.
В 2013 и 2014 годах температура поверхности моря в северной части Тихого океана была необычайно высокой, что создало условия для устойчивого хребта высокого давления и, следовательно, сухости над Калифорнией. Кроме того, снижение температуры арктического льда связано с потеплением поверхности Тихого океана и уменьшением количества осадков и снега в западной части США со смещения штормового пути с севера на север.
Сохраняющееся высокое давление вызывает нисходящее движение воздуха, известное как просадка, что приводит к отсутствию облачного покрова и, в конечном счете, к повышению температуры на суше. А при более высоких температурах поверхности почвы высыхают по мере того, как все больше воды испаряется в воздух.
Более высокие температуры в сочетании с некоторым уменьшением количества осадков - иногда называемые "теплыми засухами" - играют решающую роль в уменьшении доступности воды. В случае Калифорнии осадки этой зимой выпадали в виде дождя, а не снега в горах Сьерра из-за высоких температур. Снежное покрытие имеет критическое значение, поскольку он накапливает воду и выпускает ее медленно. Более тонкое снежное покрытие означает меньшее количество воды, хранящейся на земле для использования летом. Поэтому даже обычное количество осадков, но выпавших в виде дождя, означает меньшее количество воды.
В прошлом Калифорния переживала продолжительные засухи. Например, в период средневекового потепления между 900 и 1330 гг. н.э. на западе Северной Америки имели место обширные и устойчивые мегазасухи. Палеоклиматические исследования на кольцах деревьев, указывают на то, что периоды сильной засухи происходили в периоды более высоких температур.
Масштабы дефицита осадков в результате изменения атмосферных условий в условиях сегодняшней засухи не так уж и необычны по сравнению с прошлыми наблюдениями. Тем не менее, в настоящее время существует также фон необычно высокой температуры, явно превышающей средневековый период потепления.
Таким образом, нынешняя засуха ставит как минимум два вопроса: во-первых, связана ли эта рекордная засуха 21-го века с антропогенным изменением климата, а во-вторых, изменило ли долгосрочное потепление вероятность того, что дефицит осадков приведет к экстремальной засухе в будущем?
Выявить и приписать наблюдаемые или прогнозируемые последствия изменения климата, вызванного деятельностью человека, не так-то просто. Но есть некоторые подтверждающие доказательства, полученные в результате усовершенствования цифровых климатических моделей и записи уже нескольких различных метеорологических и гидрологических явлений, в том числе тепловых волн, наводнений или засух.
Тем не менее, установить прямую причинно-следственную связь в такой сложной системе, как климатическая, практически невозможно, поскольку взаимодействие и обратная связь практически полностью стирают то, что представляется причинно-следственной связью.
Тем не менее, статистический анализ прошлых данных может помочь в определении вероятности наступления конкретных событий. Кроме того, ученые могут проводить эксперименты по климатическим моделям, которые включают только естественную изменчивость, а затем включают антропогенные факторы, такие как парниковые газы. Эти инструменты служат для выделения и разграничения доминирующих механизмов, ответственных за определенные характеристики циркуляции воздуха.
Моделирование климатической модели показывает, что экстремальные и устойчивые модели циркуляции, которые вызвали засухи на Западном побережье в этом столетии, вызваны внешними антропогенными силами, а не естественными причинами.
Исследования показывают, что изменение климата может привести к новому климатическому режиму, при котором годы с малым количеством осадков будут сопровождаться теплыми условиями, создавая вышеупомянутую "теплую засуху".
Этот прогноз предполагает растущий риск беспрецедентной засухи в Калифорнии и на западе США в целом, вызванной, прежде всего, более высокой температурой, уменьшением количества снега и влажности почвы поздней весной и летом, даже без значительного количества осадков, выпадающих в более сухую погоду.
Все это означает, что поддержание запасов воды в некоторых районах юго-запада будет проблемой в этом году - и в будущем.
