Ливни будущего окажутся куда опаснее: климатические прогнозы недооценили угрозу

Экстремальные ливни в будущем могут оказаться значительно сильнее, чем предполагалось ранее. Новые климатические расчёты показывают, что привычные прогнозы недооценивали масштаб изменений и связанные с ними риски. Причина кроется не только в росте температуры, но и в динамике атмосферных процессов. Об этом сообщает интернет-издание N + 1.

Новый взгляд на будущие осадки

Современные климатические модели с высоким пространственным разрешением позволили уточнить прогнозы по экстремальным осадкам. Согласно результатам, опубликованным в журнале Nature Geoscience, к концу XXI века рост максимальных суточных осадков может составить около 42 процентов. Для сравнения: более ранние модели оценивали этот показатель примерно в 25 процентов. Эти выводы дополняют недавние данные о том, что изменение атмосферного баланса влаги уже сейчас влияет на распределение осадков и усиливает контрасты между регионами.

Ключевым отличием нового подхода стал учет мезомасштабной конвергенции — схождения воздушных потоков на масштабах от 10 до 1000 километров. Оказалось, что именно этот динамический механизм будет играть гораздо более важную роль, чем считалось ранее.

Не только термодинамика

Потепление климата само по себе увеличивает общее количество осадков. Согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса, при повышении температуры воздуха на один градус Цельсия количество влаги в атмосфере возрастает примерно на 7 процентов. Однако осадки распределяются неравномерно: одни регионы сталкиваются с засухами, другие — с разрушительными ливнями.

Помимо этого термодинамического эффекта существует и динамический механизм. Конвергенция возникает при столкновении воздушных масс, когда воздух вынужденно поднимается вверх, охлаждается, и влага конденсируется, выпадая в виде осадков. Именно этот процесс долгое время оставался недоучтенным из-за ограниченного разрешения климатических моделей.

Высокое разрешение — другие результаты

Группа ученых под руководством Пина Чана из Техасского университета A&M использовала модель системы Земли CESM-HR 1.3. Она имеет разрешение около 25 километров над сушей и 10 километров над океаном, что позволяет гораздо точнее описывать атмосферные процессы и согласуется с тем, как моделирование погодных режимов меняет подход к климатическим прогнозам.

В базовый период 1981–2010 годов годовой максимум суточных осадков в среднем по планете составлял 40,3 миллиметра. Моделирование показало, что в 2071–2100 годах этот показатель может вырасти до 56,9 миллиметра. Таким образом, увеличение составит примерно 42 процента, тогда как традиционные модели прогнозировали лишь около 24,8 процента.

Конвергенция как главный фактор риска

Анализ показал, что вклад конвергенции в рост экстремальных осадков существенно выше, чем предполагалось. Из общего увеличения в 42 процента лишь 16,4 процента связаны с термодинамическим эффектом потепления. Остальные 25,8 процента приходятся именно на конвергенцию, то есть почти две трети прироста.

Ранее климатические модели отводили этому механизму не более трети вклада. Особенно сильно занижение проявлялось в регионах с муссонным климатом, где число экстремальных осадков было недооценено почти в пять раз, и в континентальных областях — примерно в 2,5 раза.

Последствия для адаптации и городов

Недооценка роли конвергенции означает, что были занижены и риски наводнений, а вместе с ними — необходимые затраты на адаптацию инфраструктуры. Ученые отмечают, что для снижения ущерба не всегда нужны дорогостоящие инженерные решения.

Например, увеличение доли озелененных территорий в городах может сыграть ключевую роль. Если около 20 процентов площади будет занято парками и газонами, ущерб от ливней и наводнений может сократиться вдвое. Вода в этом случае будет впитываться в почву и поступать в водоемы постепенно, а не стремительно стекать по асфальту.