2023 год стал самым жарким за всю историю — это подтвердили несколько источников, включая NASA. И 2024-й не обещает нам холодного приема: все дело в том, что на смену Ла-Нинья приходит Эль-Ниньо, а значит, температура воздуха повысится.
Эль-Ниньо и Ла-Нинья — это два явления, которые влияют на климат во многих регионах мира. Они связаны с изменением температуры поверхностной воды в экваториальной части Тихого океана и атмосферной циркуляции над ним. В этой статье мы расскажем, что такое Эль-Ниньо и Ла-Нинья, как они были открыты, как их прогнозируют, как меняют климат и чем угрожают человечеству.
Рождественский не подарок
В 1892 году капитан перуанских военно-морских сил Камило Каррильо Мартинез на заседании географического общества рассказал о теплом течении, которое моряки прозвали Эль-Ниньо — в переводе с испанского «младенец», так как оно наиболее заметно на католическое Рождество, а Эль-Ниньо — прозвище младенца Иисуса. Примерно тогда же ученые впервые отметили, что засухи в Индии и Австралии происходят в одно и то же время, как и наводнения в Перу.
Однако связал эти явления воедино и выяснил их причину английский физик и статистик Гилберт Уокер. Ужаснувшись последствиям жестокого голода, обрушившегося на Индию в 1899–1900 годах и вызванного слабыми летними муссонами, он поставил перед собой цель понять, почему дожди периодически ослабевают и как это явление коррелирует с погодой в других регионах. Скрупулезно собирая статистику, данные для которой поставляли экипажи морских судов, Уокер выяснил, что в 1899–1900 годах воды у побережья Перу были теплее, чем обычно.
Уокер обнаружил, что давление в восточной и западной частях океана колеблется в противофазе, то есть, когда в одной части давление повышается, в другой понижается, и наоборот. Он назвал это явление Южным колебанием (или Южной осцилляцией). Собственно, Уокер и ввел в научный обиход термины Эль-Ниньо, Ла-Нинья и Южное колебание.
Позже ученые обнаружили, что Эль-Ниньо и Ла-Нинья являются разными фазами одного и того же явления, которое связывает изменения температуры воды и давления воздуха в Тихом океане. Его назвали Эль-Ниньо — Южное колебание. Также установлено, что оно влияет не только на погоду в Перу и Эквадоре, но и на климат во многих других регионах мира.
Он и она
Эль-Ниньо — это явление, при котором температура поверхностной воды в экваториальной части Тихого океана повышается на несколько градусов. Это происходит из-за ослабления или изменения направления пассатов — ветров, дующих с востока на запад. Пассаты обычно отгоняют теплую воду к западу и вызывают подъем уровня холодной воды у берегов Южной Америки. Это создает разность давления между восточной и западной частями океана, поддерживая циркуляцию Уокера — вертикальное движение воздуха, которое определяет области высокого и низкого давления, осадков и сухой погоды. Однако, когда пассаты ослабевают или меняют направление, теплая вода перемещается к востоку. Это нарушает циркуляцию Уокера.
Ла-Нинья (в переводе — «младенец-девочка») — это противоположное явление, при котором температура поверхностной воды в экваториальной части Тихого океана понижается на несколько градусов. Это происходит из-за усиления пассатов, которые увеличивают отток теплой воды к западу и подъем холодной воды к востоку.
Эль-Ниньо и Ла-Нинья возникают нерегулярно, но в среднем каждые 2–7 лет. Они длятся несколько месяцев, но иногда могут продолжаться даже год или дольше.
Предупрежден — значит вооружен
Прогнозирование Эль-Ниньо и Ла-Нинья — это сложная и важная задача, так как эти явления могут вызывать серьезные последствия для общественного здоровья, продовольственной безопасности, экосистем и экономики.
Метеорологические спутники позволяют наблюдать за температурой поверхностных слоев воды, уровнем моря, облачностью и осадками в Тихом океане и других регионах мира. Метеобуи и метеостанции измеряют температуру, давление, влажность, скорость и направление ветра, температуру и соленость воды в разных точках океана. Корабли и самолеты, перемещающиеся в регионе, также собирают данные о состоянии океана и атмосферы. Вся эта информация передается в центры прогнозирования, где они анализируются и обрабатываются.
На основе данных строятся компьютерные модели, описывающие физические законы, управляющие движением воды. С помощью этих моделей можно симулировать прошлые, настоящие и будущие состояния океана и атмосферы, а также их взаимодействие. Именно они позволяют прогнозировать вероятность, силу и продолжительность Эль-Ниньо и Ла-Нинья, а также их влияние на климат в разных регионах мира.
Значительно улучшили ситуацию с прогнозированием Южного колебания нейросети. Поскольку на климатические явления влияет множество факторов, большинство из которых случайны, только искусственный интеллект может учитывать нелинейность, хаос и неопределенность. Нейросети могут также комбинировать данные из разных источников и моделей, чтобы повысить точность и надежность прогнозов.
Так, специалисты Высшей школы экономики и Школы анализа данных «Яндекса» совместно с платформой «Яндекс.Облако» обучили ИИ на тысяче карт температур, охватывающих временной промежуток с 1800 года по настоящее время. Нейросеть может предсказывать свойства Эль-Ниньо на полтора года вперед.
Глобальное влияние
Южное колебание влияет на распределение тепла и влаги в океане и атмосфере, а также на атмосферные течения, которые переносят воздух и облака в разные части земного шара. «Младенцы» также взаимодействуют с другими климатическими явлениями — например, североатлантической осцилляцией (изменчивостью температуры поверхности воды в северной части Атлантического океана) и индийским океаническим диполем (феноменом, возникающим из-за разности температур поверхностных вод в западной и восточной части Индийского океана).
Эль-Ниньо приводит к повышению температуры в Австралии, Юго-Восточной Азии и Африке, снижению уровня осадков в Южной Америке и Индии и наоборот увеличению их количества в Северной Америке и Восточной Африке. Ла-Нинья оказывает противоположный эффект. Однако и тот, и другая вызывают засухи, пожары, экстремальную жару, наводнения, оползни, болезни и голод в этих регионах, не говоря уже о циклонах и ураганах, которые обрушиваются на побережья.
ВОЗ отмечает, что фазы Южного колебания влияют на заболеваемость трансмиссивными заболеваниями, ведь их основные переносчики — комары — чувствительны к изменениям погоды. Вызовом для общественного здравоохранения является не только подъем заболеваемости малярией, лихорадками Денге и Рифт-Валли, но и экстремальная жара. Вызванное лесными пожарами загрязнение воздуха в 2015 году ухудшило качества воздуха в шести странах Юго-Восточной Азии, включая Индонезию.
Еще одна большая проблема — засухи и неурожай. Самый тяжелый продовольственный кризис в новейшей истории, разразившийся в 1982–1984 годах и вызвавший голод в странах Африканского Рога и Сахеля, произошел в том числе из-за Эль-Ниньо. От засухи, спровоцированной явлением в 1991–1992 годах, на юге Африки пострадало около 100 миллионов человека, а фаза Ла-Нинья в 2020–2023 годах вызвала три подряд засушливых года в Эфиопии, Кении и Сомали, поставив под угрозу жизни миллионов человек.
Пошла жара
Всемирная метеорологическая организация предполагает, что в 2024 и следующих нескольких годах Эль-Ниньо приведет к следующим последствиям.
Глобальная температура вырастет на 0,2 градуса — и это в дополнение к другим факторам. Так что почти наверняка следующий год побьет рекорды 2023-го.
Австралия наконец перестанет страдать от сильных наводнений, к которым приводило большое количество осадков, спровоцированное Ла-Нинья. Однако на смену им придет суровая жара, которое вызовет лесные пожары и засухи.
Тропические леса станут хуже поглощать углекислый газ, ведь из-за снижения количества осадков рост растений замедлится. Из-за нарушения баланса в осадках, в Южной Европе станет более влажно, а зима в Северной Европе окажется более сухой и холодной.