Сибирские ученые объяснили, почему летом все чаще идут экстремальные дожди

Ученые из Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева (Томск) и Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) выявили закономерности атмосферной циркуляции, которые предшествуют экстремальным дождям. Результаты исследования Ольги и Павла Антохиных, Александра Гочакова и Ольги Зоркальцевой опубликованы в журнале Advances in Atmospheric Sciences в рамках проекта РНФ "Связь формирования экстремальных осадков на юге Сибири с процессами опрокидывания волн Россби и атмосферного блокирования".

"Мы проанализировали данные за 1982-1998 и 1999-2019 годы, - рассказала кандидат географических наук, старший научный сотрудник Института оптики атмосферы Ольга Антохина. - И обнаружили следующую закономерность: за несколько дней до сильных ливней в Северном полушарии усиливалась активность атмосферных волн, переносящих тепло и влагу. Но непосредственно перед ливнями эта активность резко снижалась, и только над югом Восточной Сибири и Монголией, наоборот, возрастала. Атмосфера сначала как бы накапливала энергию, а потом выбрасывала ее в виде мощных дождей".

Кроме того, исследователи заметили, что в последние десятилетия регион сброса энергии переместился на юг Восточной Сибири. Например, так было в 2019 году, когда сильные дожди вызвали масштабные наводнения в Тулуне (Иркутская область). Ученые полагают, что изменение локализации сброса, вероятно, связано со сдвигом преобладающих крупномасштабных волновых конфигураций в атмосфере.

Было выделено две основные волновые конфигурации: первая связана с аномалиями в субтропиках Азии, вторая - с аномалиями в высоких широтах. Второй тип в последние десятилетия наблюдается чаще. Он характеризуется более выраженными контрастами температуры и давления, а также большей стабильностью атмосферных процессов. Например, над Европой может сохраняться блокирующий антициклон, а над Центральной Сибирью в это время начинает формироваться область низкого давления, подпитываемая холодным воздухом из Арктики.

Устойчивость такой конфигурации может предвещать экстремальные осадки, особенно если одновременно наблюдается резкий рост волновой активности в Северном полушарии. Примером таких событий стали катастрофические ливни в 2018 и 2019 годах.

Выясняя, с чем связан переход ко второму типу, ученые обнаружили, что сдвиг в атмосферных процессах имеет отношение к глобальному потеплению. Особенно важную роль играет быстрое потепление в Арктике, которое ослабляет температурный градиент между этим регионом и низкими широтами. Это нарушает работу полярного струйного течения, что приводит к более устойчивым волнам и блокирующим антициклонам в северных широтах Евразии. Кроме того, на эти изменения влияют аномалии температуры поверхности Тихого и Атлантического океанов, изменения в тропической конвекции, связанные с Эль-Ниньо, вулканические извержения, которые вызывают радиационное охлаждение и сдвигают атмосферные течения.

"Пока сложно сказать, насколько устойчивым окажется тип циркуляции, приводящий к экстремальным осадкам, который стал преобладать с конца 1990-х годов. Для прогнозирования изменений можно использовать результаты глобальных климатических моделей последнего поколения, например, CMIP6, - отметила старший научный сотрудник ИСЗФ, кандидат физико-математических наук Ольга Зоркальцева. - Однако очевидно, что полярный вихрь летом продолжит ослабляться, а амплитуда атмосферных волн - увеличиваться. Это означает, что вероятность катастрофических ливней будет расти".