Екстремальні опади, які визначаються як 5% найсильніших дощів у певній місцевості, зростають у всьому світі. У міру підвищення температури повітря вчені очікують, що такі події посиляться, оскільки тепле повітря утримує більше вологи. Останні роки надали тривожні приклади, коли сильніші дощі спровокували масові повені.
Що таке екстремальні опади?
Екстремальні опади – це опади, значно сильніші за середні для певного регіону чи періоду. Ці події, які часто визначають як найсильніші 5% або 10% зареєстрованих опадів, відрізняються залежно від місця розташування та на них впливають унікальні кліматичні умови. Кілька метеорологічних факторів викликають екстремальні опади. Атмосферні ріки, вузькі смуги концентрованого зволоження, часто викликають інтенсивні зливи. Тропічні циклони та конвективні шторми, викликані підвищенням теплого вологого повітря, також сприяють випаданню рясних опадів на окремих або широких територіях. Глобальне потепління посилює ці події, оскільки атмосфера може утримувати приблизно на 7% більше вологи на кожен 1°C (1,8°F) підвищення температури.
Вплив екстремальних опадів
За останні десятиліття частота та інтенсивність екстремальних опадів зросла, що значно вплинуло на екосистеми та громади. Окрім повеней, ці події спричиняють ерозію ґрунту, знижують продуктивність сільського господарства, забруднюють водопостачання через стік і збільшують ризик зсувів у вразливих регіонах. Помітні приклади включають ураган «Харві» у 2017 році, який приніс рекордну кількість опадів у Техас, і повені в Кералі в Індії у 2018 році. Прогнозування та пом’якшення наслідків екстремальних опадів потребують вдосконалених кліматичних моделей, систем раннього попередження та стійкої інфраструктури. Такі заходи, як покращення міських дренажних систем та адаптивне міське планування, можуть допомогти зменшити шкоду та захистити громади від зростаючих ризиків екстремальних опадів.
Неочікувана картина під час екстремальних опадів
Коли вчені досліджували зв’язок між рясними опадами та місцевими температурами в різних регіонах, вони виявили несподівану тенденцію. У тропічних і середніх широтах вони спостерігали, що екстремальні опади ставали менш інтенсивними, коли середньодобова температура перевищувала 23°C–25°C (73,4°F–77°F). Цей висновок був несподіваним, оскільки переважаюча теорія передбачає, що глобальне потепління повинно призвести до більш інтенсивних опадів через збільшення випаровування та атмосферної вологи. Замість узгодження з цією теорією дані показали зниження інтенсивності опадів при вищих температурах, що викликало питання про фактори, що впливають на ці регіональні моделі. Цей результат підкреслює складний і специфічний для регіону характер динаміки клімату.
Охолоджуючий ефект хмар
Дослідники з Інституту біогеохімії Макса Планка визначили хмари як ключову причину цієї загадкової невідповідності. Дощ утворюється з хмар, які не тільки створюють опади, але й блокують сонячне світло, охолоджуючи землю під ними. Цей ефект охолодження змінює зареєстровану температуру повітря, створюючи зсув у спостережуваному зв’язку між інтенсивністю опадів і температурою. Це явище особливо помітно в тропічних регіонах, де хмари відбивають велику кількість сонячного світла назад у космос. Це відображення посилює ефект охолодження, ще більше ускладнюючи інтерпретацію даних про температуру та кількість опадів у цих областях.
Фактори екстремальних опадів
У дослідженні, опублікованому в Nature Communications, дослідники винайшли метод усунення ефекту охолодження хмар із даних середньої температури повітря. Експерти використовували набори радіаційних даних, отримані із супутника, щоб уточнити свій аналіз. Після того, як вони внесли поправки на зміщення, спричинене хмарами, зв’язок між екстремальними рівнями опадів і підвищенням температури тісно збігався з теоретичними прогнозами та прогнозами кліматичних моделей.
«Це підтверджує те, що багато хто очікує: екстремальні опади посилюються в глобально теплішому кліматі», — зазначив доктор Сарош Алам Гаузі, провідний автор і постдоктор Інституту Макса Планка. «Хоча сильні опади здебільшого збільшуються скрізь, ми виявили найбільше збільшення сильних опадів, викликаних високою температурою, у тропічних вологих областях, таких як Індія, Північна Австралія та Амазонка».
Зростає загроза повеней
Оскільки температура продовжує зростати через зміну клімату, екстремальні опади, ймовірно, стануть ще більш інтенсивними. Без профілактичних заходів ризик руйнівних повеней значно зростає. Висновки підкреслюють необхідність адаптивних стратегій для подолання цих підвищених ризиків.
«Ці результати підтверджують фізичні очікування, що весь гідрологічний цикл стає більш інтенсивним і екстремальним із підвищенням температури», – зазначив доктор Аксель Клейдон, старший автор і керівник групи в Інституті Макса Планка. «У майбутньому ми побачимо не тільки більш екстремальну кількість опадів, але й більш інтенсивні та тривалі посушливі періоди».
Вплив потепління на екстремальні опади
Це дослідження вирішує ключову невизначеність у розумінні того, як екстремальні опади реагують на підвищення температури. Враховуючи та усунувши упередження, спричинені похолоданням, спричиненим хмарами, дослідники підтвердили, що режим екстремальних опадів відповідає встановленим кліматичним прогнозам. Результати підкреслюють важливу реальність: із посиленням глобального потепління гідрологічний цикл стає більш екстремальним. Це означає сильніші опади в одних регіонах, а також триваліші та сильніші посухи в інших. Оскільки зміна клімату швидко прогресує, ці висновки підкреслюють нагальну потребу суспільства в адаптації та підготовці до все більш нестабільних та екстремальних погодних умов. Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications.