Увеличение температуры воздуха увеличит количество осадков на 15 процентов на каждый градус Цельсия в горах Северного полушария. Районы на высоте более 3000 метров над уровнем моря станут особенно уязвимы для экстремальных осадков из-за резкой замены снегопадов дождями. К таким выводам пришли климатологи, проанализировав данные наблюдений и построив прогнозы на основе реанализа и новейших климатических моделей. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature.
Повышение температуры воздуха приводит к усилению испарения: согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса, с повышением температуры воздуха на один градус Цельсия происходит увеличение числа осадков на семь процентов. Поэтому потепление неизбежно означает и суммарный рост количества осадков. Однако распределение этих осадков по планете неравномерно, и в некоторых регионах они становятся экстремальными. По прогнозам климатологов, в будущем интенсивность экстремальных осадков увеличится, и это несет риски для сохранности экосистем, безопасности людей и ведения сельского хозяйства. При этом до сих пор нет четкого представления о том, каким будет соотношение твердых и жидких осадков (жидкие считаются более опасными, так как они быстро провоцируют наводнения, оползни и почвенную эрозию) в разных регионах.
Ученые под руководством Мохаммеда Омбади (Mohammed Ombadi) из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли исследовали, как потепление будет влиять на выпадение экстремальных жидких осадков в Северном полушарии (между 20-м и 90-м градусами) в XXI веке. Они использовали реанализ ERA5 и 43 математические модели шестого этапа международного проекта Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), чтобы проверить, соответствует ли наблюдаемая картина распределения экстремальных осадков результатам моделирования, а также чтобы сделать уточненный прогноз изменения экстремальных осадков при росте температуры на полтора, два, три и четыре градуса Цельсия относительно уровня 1950-1979 годов.
Оказалось, что увеличение числа экстремальных осадков в высокогорных районах Северного полушария не укладывается в уравнение Клапейрона — Клаузиуса: там на каждый градус Цельсия будет приходиться уже не семь, а в среднем 15-17,7 процентов дополнительных осадков. Вырастет и продолжительность дождливых периодов: если 1950-1979 годах она составляла около 20 дней, то к концу XXI века на 80 процентах ячеек сетки будет превышать 40. Из 43 моделей, с помощью которых строились прогнозы, только две не показали прирост экстремальных осадков в высокогорных районах.
Авторы объяснили межмодельную изменчивость прогнозов неодинаковым учетом доли снега и назвали резкий переход снега в дождь главным фактором риска для высокогорных районов. Они отметили, что в этих местах и непосредственно под ними проживает 26 мирового населения, и выявленные риски нужно учитывать для создания более надежной, адаптированной к экстремальным осадкам инфраструктуры.
Не все последствия увеличения количества осадков так же очевидны, как наводнения и оползни. В 2018 году проливные дожди спровоцировали извержение вулкана Килауэа, заполнив поровое пространство вмещающей породы и повысив тем самым давление в глубоких слоях земной коры.