В прошлом месяце продолжающаяся засуха вынудила чиновников Южной Калифорнии впервые за все лето ограничить доступ около шести миллионов человек к воде на открытом воздухе всего одним днем в неделю. На другом конце света самые сильные осадки за последние 60 лет привели к тому, что Южная Африка пережила самый смертоносный шторм за всю историю наблюдений.
Согласно исследованию, опубликованному в Nature ранее в этом году, именно таких контрастных крайностей мы можем ожидать в будущем.1
Самый большой заголовок исследования заключается в том, что круговорот воды, который представляет собой выпадение осадков и испарение, происходящие по всему земному шару, усиливается в два раза быстрее, чем мы думали ранее”, - говорит ведущий автор исследования доктор Таймур Сохейл, математик и постдокторский научный сотрудник Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) Наука, рассказывает Treehugger в интервью. “И то, что это означает, когда круговорот воды становится сильнее или интенсифицируется, в основном заключается в том, что влажные части мира становятся влажнее в два раза быстрее, чем мы предполагали ранее, а сухие части становятся суше в два раза быстрее.
Соленая наука
Несколько научных исследований, включая Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК) Шестая рабочая группа по оценке, доклад которой я представил на основе физических наук, обнаружила, что климатический кризис ускоряет круговорот воды. Это происходит отчасти потому, что более высокие температуры поверхности в тропиках приводят к большему испарению.
“Тогда у вас будет обратная связь с облаками в общем переносе тепла, и общая циркуляция атмосферы усилится, что приведет к транспортировке этой воды к полюсам”, - говорит Сохейл.
Однако ученым было трудно точно определить, насколько сильно меняется круговорот воды, поскольку около 80% глобальных осадков и испарения приходится на океан, поясняется в пресс-релизе UNSW.3 Один из способов обойти это - посмотреть на содержание соли в разных местах по всему океану.
"В более теплых регионах испарение удаляет пресную воду из океана, оставляя соль позади, делая океан более соленым”, - объясняет в пресс-релизе соавтор исследования Ян Зика, доцент Школы математики и статистики UNSW. “Круговорот воды переносит эту пресную воду в более холодные регионы, где она выпадает в виде дождя, разбавляя океан и делая его менее соленым”.
Исследователи изучили три набора данных для определения солености в разных частях океана с 1970 по 2014 год.
Это уже делалось раньше”, - говорит Сохейл Treehugger. “Но мы придумали несколько методологических приемов, которые в основном позволяют вам более четко отслеживать, как меняется соленость”.
Эти новые методы позволили исследователям лучше сопоставить изменения солености океана с характером осадков и испарения в атмосфере. Используя их, они обнаружили, что за исследуемый период из тропиков к полюсам переместилось на 46 000-77 000 кубических километров (примерно от 11 036 до 18 473 кубических миль) пресной воды больше, чем считалось ранее. Это в два-четыре раза больше воды, перемещающейся к полюсу, чем предполагалось климатическими моделями.
Исследование природы - не единственное недавнее исследование, в котором соленость используется для определения ускорения круговорота воды. В другом исследовании, опубликованном в апреле в журнале Scientific Reports, рассматривались спутниковые измерения солености океана и было обнаружено, что соленые части океана становятся более солеными, а более свежие - более свежими, что также свидетельствует об ускоренном круговороте воды.
Противоположные Крайности
Тот факт, что круговорот воды ускоряется, имеет серьезные последствия.
“Мы все полагаемся на круговорот воды для получения свежей питьевой воды из наших кранов, для навигации морских судов; нам нужны наши реки, озера и другие резервуары воды, чтобы выжить”, - говорит Сохейл. “И таким образом, это открытие в основном показывает, что доступ к пресной воде станет более неравномерным”.
В частности, Sohail прогнозирует три основных
1. Увеличение среднего количества осадков во влажных регионах.
2. Уменьшилось среднее количество осадков в засушливых регионах.
3. Резкий рост числа экстремальных осадков.
Это изменение количества осадков также связано с географическим положением, поэтому более сухие районы тропиков и субтропиков станут еще суше, в то время как холодные и влажные районы, такие как Северная Англия, станут еще более сырыми.
“По сути, большая часть этой воды транспортируется к полюсу”, - говорит Сохейл, и на двух полюсах также будет больше осадков, которые обычно выпадают в виде снега.
Тем не менее, авторы исследования водного цикла Scientific Reports считают, что повышенная влажность воздуха в результате ускоренного круговорота воды может быть одной из причин того, что на некоторых полюсах на самом деле выпадает больше осадков в виде дождя, что усугубляет последствия глобального потепления из-за таяния льда.
В целом, Сохейл говорит, что директивные органы должны быть осведомлены об изменениях в водном цикле и о последствиях, которые они будут иметь.
”Просто важно попытаться спланировать и смягчить эти последствия", “ говорит он.
Переделка моделей
Исследование природы также имеет важные последствия для сообщества климатологов. Это связано с тем, что исследовательская группа сравнила свои наблюдения с прогнозами текущего поколения климатических моделей, называемых Этапом 6 проекта по взаимному сопоставлению климатических моделей (CMIP6). Это модели, которые МГЭИК использует, например, для составления своих прогнозов. Исследователи проверили 20 различных моделей из CMIP6 и обнаружили, что все они “сильно недооценивают” интенсификацию круговорота воды, обнаруженную в исследовании.
Сохайл надеется, что будущие ученые будут опираться на работу его команды, чтобы определить:
1. Если модели могут быть улучшены, чтобы лучше отражать изменения в круговороте воды.
2. Если дальнейшие наблюдения и усилия по моделированию подтвердят выводы исследования.
Он подчеркивает, что тот факт, что модели недооценивают изменения в круговороте воды, не означает, что они ошибаются в целом, особенно в отношении глобального повышения температуры.
“Это исследование не означает, что все климатические модели неверны или что все климатические исследования были неверными до сих пор”, - говорит он. “Наука о климате - это в значительной степени повторяющийся процесс формирования консенсуса, и это всего лишь один шаг в этом направлении”.
Со своей стороны, Сохайл планирует продолжать работать над методом, использованным в исследовании, намереваясь обновить его с одномерной до двумерной структуры и тем самым отразить больше изменчивости в океане. Делая это, он надеется получить более точное представление о том, как меняется уровень моря.
“Нас действительно волнует, насколько сильно меняется уровень моря в Нью-Йорке по сравнению с Сиднеем и другими частями мира”, - говорит он, добавляя: “Сейчас моя цель - посмотреть, как меняется уровень моря в регионе, и использовать для этого эту обновленную версию метода”.