Между Азией и Средиземноморьем разрушается климатическая связь

Ученые выяснили, что глобальное потепление способно почти разрушить важную атмосферную связь между летним муссоном Южной Азии и погодой в Средиземноморье. Согласно новому исследованию, во второй половине XXI века муссон будет гораздо слабее влиять на циркуляцию воздуха и летние осадки в средиземноморском регионе. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

Механизм «муссон — пустыня»

На первый взгляд Южная Азия и Средиземноморье разделены огромным расстоянием и не должны быть тесно связаны. Однако климатическая система Земли устроена иначе: процессы в одной ее части способны менять погоду за тысячи километров. Такие дальние взаимодействия называют телесвязями.

В данном случае действует механизм «муссон — пустыня». Летом над Южной Азией интенсивная муссонная конвекция выделяет в атмосфере большое количество тепла. Это перестраивает крупномасштабную циркуляцию воздуха и усиливает его нисходящее движение над Средиземноморьем.

Опускающийся воздух препятствует образованию облаков и выпадению осадков. Поэтому он связан с характерными для Средиземноморья жаркими и сухими летними условиями. Предыдущие исследования уже подтверждали, что нагрев атмосферы над зоной муссона поддерживает эту нисходящую циркуляцию. Но оставалось неясным, сохранится ли такая зависимость в более теплом климате.

Как проверяли гипотезу

Чтобы проверить это, климатологи объединили данные наблюдений, десятки модельных расчетов климата и идеализированные численные эксперименты. Все подходы использовались для оценки будущего при сценарии высоких выбросов парниковых газов. Такое сочетание методов позволило не опираться на выводы одной-единственной модели.

Результат оказался устойчивым. В 97,5% расчетов CESM1 влияние южноазиатского муссона на атмосферную циркуляцию над Средиземноморьем ослабевало. Сейчас корреляция между нагревом, связанным с муссоном, и нисходящим движением воздуха в средней тропосфере над центральной и восточной частью Средиземноморья составляет примерно 0,4. Ко второй половине века она снижается практически до нуля.

Иными словами, климатическая связь, которая сегодня помогает объяснять летние погодные колебания в регионе, может в основном исчезнуть уже в ближайшие десятилетия. Ранее выяснилось, что скрытый эффект может усилить глобальное потепление на 30%.

Механизмы ослабления

Авторы выделили два механизма этого ослабления. Первый запускается непосредственно над Южной Азией. По мере потепления глубокая муссонная конвекция смещается выше в тропосфере. В симуляциях CESM1 ее характерный уровень поднимается приблизительно с 452 до 417 гПа. Аналогичный сдвиг показывают и модели CMIP6.

Из-за подъема конвекции отклик атмосферы на муссонный нагрев распространяется дальше к западу. Это уменьшает контраст температур между восточной и западной частями Средиземноморья. С точки зрения атмосферной динамики ослабление такого контраста ведет к менее выраженному нисходящему движению воздуха.

Второй механизм действует уже над самим Средиземноморьем. Нисходящие потоки, связанные с муссоном, сильнее всего ослабевают в средней и верхней тропосфере. Через соотношение, известное как баланс Свердрупа, это приводит и к ослаблению северных ветров на средних и нижних уровнях атмосферы. Более слабые северные ветры дополнительно уменьшают нисходящее движение, формируя локальную петлю обратной связи.

Что происходит с осадками

Изменения циркуляции отражаются и на осадках. В современном климате более сильный муссонный нагрев обычно связан с более интенсивным опусканием воздуха и меньшим количеством летних дождей над сушей Средиземноморья. В условиях будущего потепления эта зависимость в большей степени исчезает.

Доля межгодовой изменчивости осадков, которую можно объяснить влиянием муссона, сокращается с 14,2% до 5,1%. Это не означает, что осадки в регионе обязательно станут более стабильными или легче предсказуемыми. Напротив, это показывает, что годовые колебания будут все меньше зависеть от южноазиатского муссона, а относительно большую роль начнут играть другие факторы.

Ведущий автор исследования Ханьчжао Юй подчеркнул, что устойчивые на первый взгляд атмосферные закономерности не обязательно сохранятся при дальнейшем потеплении. Понимание таких изменений особенно важно для климатически уязвимых регионов, к которым относится и Средиземноморье.