Исследование, проведенное под руководством Мэтью Османа, научного сотрудника Центра климатических систем Университета Аризоны, опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences, или PNAS.
Североатлантический реактивный поток, знакомый авиапутешественникам, летающим между Северной Америкой и Европой, представляет собой ленту преобладающих западных ветров, кружащих над Арктикой. Эти высокогорные ветры, часто называемые «полярными струями», влияют на погоду и климат в восточной части Северной Америки и Западной Европы, составляя от 10% до 50% колебаний годовых осадков и температуры в обоих регионах. Однако мало что известно о том, как менялась струя струи в прошлом или как она может измениться в будущем.
Исследовательская группа Османа собрала образцы керна ледяного льда почти из 50 участков, покрывающих ледяной щит Гренландии, чтобы реконструировать изменения ветрености в Северной Атлантике, относящиеся к восьмому веку. Реконструкции показывают, что естественная изменчивость до сих пор маскировала влияние антропогенного потепления на динамику атмосферы в средних широтах в годовом и более долгосрочном периодах.
«Для большинства мест на Земле прямые наблюдения за климатом обычно не превышают нескольких десятилетий», – сказал Осман. "Итак, у нас не было четкого представления о том, как и почему струйный поток меняется в течение более длительных периодов времени.
Что мы действительно знаем, так это то, что необычные колебания струйного течения могут иметь серьезные социальные последствия, такие как наводнения и засухи, из-за своего воздействия на погодные условия, и поэтому, с точки зрения размышлений о будущем, мы можем теперь начать использовать прошлое. как своего рода пролог."
Работа показывает, что, хотя естественная изменчивость в значительной степени повлияла на положение струйного течения в Северной Атлантике, продолжающееся потепление может вызвать значительные отклонения от нормы. В частности, модельные прогнозы прогнозируют миграцию североатлантического реактивного течения на север в соответствии со сценариями потепления 21-го века.
Такая миграция может существенно изменить струйный поток в течение нескольких десятилетий.
Хотя полярный реактивный поток дует наиболее быстро на типичных для полета высотах самолетов, полоса ветров фактически простирается до земли.
Осман объяснил, что хотя и менее интенсивно, вблизи земли его часто называют штормовыми следами. Следы штормов влияют на погоду и климат Гренландии, влияя на количество осадков и изменения температуры на острове.
Анализируя годовые изменения количества снегопадов в ледяных кернах Гренландии, а также химический состав молекул воды, составляющих эти годовые слои снега, исследователи смогли извлечь многовековые ключи к разгадке того, как струйный поток измененный.
«Эти слои говорят нам о том, сколько осадков выпало за данный год, а также о температурах, которым подвергались воздушные массы», – сказал Осман.
По словам Османа, погодные явления, такие как волна тепла этим летом на северо-западе Тихого океана и наводнения в Европе, являются недавними примерами того, как реактивный поток влияет на погодные условия в зависимости от его интенсивности или местоположения в краткосрочной перспективе.
Но социально значимые изменения также происходят в более длительных временных масштабах; реконструкция прошлого реактивного течения показала, что в некоторые годы он мог быть далеко на севере, а несколько лет спустя рискнул уйти более чем на 10 градусов южнее.
«Такие колебания имеют огромное значение для типов погоды, с которыми люди могут столкнуться в данном месте», – сказал Осман. "Например, когда струйный поток расположен южнее, обычно сухой Пиренейский полуостров имеет тенденцию испытывать более мягкие и влажные условия. Но по мере того, как струйный поток мигрирует на север, большая часть этой влаги также перемещается из Иберии в и без того влажные районы Скандинавии. Таким образом, в будущем струйный поток со смещением к полюсу может иметь аналогичные, но более постоянные последствия."
Команда смогла сопоставить определенные изменения скорости ветра и географические сдвиги с историческими погодными катаклизмами. Например, во время голода, охватившего Пиренейский полуостров в 1374 году, струйный поток находился необычно далеко на севере.
Точно так же два голода на Британских островах и в Ирландии в 1728 и 1740 годах совпали с годами, когда ветер дул почти вдвое по сравнению с обычной интенсивностью, что резко снизило температуру и уменьшило количество осадков. Последнее из этих событий, произошедшее в 1740 году, унесло жизни почти полумиллиона человек.
Осман и его соавторы ожидают, что любые будущие сдвиги в воздушном потоке в Северной Атлантике также будут иметь драматические последствия для повседневной погоды и экосистем, с эффектами просачивания вниз, влияющими на национальную экономику и общество.
«Наши результаты служат предупреждением: хотя вытолкнуть струю за пределы ее естественного диапазона будет проблематично, ее конечная траектория все еще в значительной степени находится под нашим контролем», – сказал он.