Високо над нашими головами, невидимі для неозброєного ока, в атмосфері течуть справжні річки водяної пари. Ці велетенські “атмосферні річки” є визначальним елементом глобального водного циклу. Дивовижно, але вони здатні переносити таку кількість вологи, яка дорівнює об’єму води, що витікає з гирла річки Амазонка. Для Заходу США, наприклад, ці атмосферні потоки приносять сніг до гірського хребта Сьєрра-Невада та наповнюють водосховища Каліфорнії, життєво важливі для забезпечення штату водою. Водночас, ці самі річки можуть спричинити руйнівні повені.
Амазонка — найбільша річка Південної Америки і світу за площею басейну та водоносністю, переносить колосальні об’єми води, що робить її порівняння з атмосферними річками особливо показовим. Гірський хребет Сьєрра-Невада у Каліфорнії відомий своїми високими піками та є важливим джерелом сніготалої води, що живить численні водосховища штату. Ці водосховища є фундаментом водного господарства Каліфорнії, забезпечуючи водою сільське господарство, промисловість та мільйони мешканців одного з найбільш густонаселених штатів США.
Згідно з дослідженням 2024 року, опублікованим у поважному науковому журналі “Science Advances”, ці атмосферні “траси” вологи за останні 40 років змістилися на 6-10 градусів ближче до земних полюсів. Здається, це небагато, але в масштабах планети така відстань приблизно відповідає віддалі між Лос-Анджелесом та центральним Орегоном. Це означає, що регіони, які традиційно розраховують на кілька таких штормів щосезону для свого щорічного водопостачання, можуть раптово зіткнутися з виснажливим дефіцитом. Водночас, регіони у вищих широтах, що не звикли до таких інтенсивних опадів, можуть бути вражені бурями, до яких вони просто не пристосовані. Ці зміни у погодних моделях Землі можуть негативно вплинути на врожайність сільськогосподарських культур, а також збільшити ризик виникнення стихійних лих. Хоча такі заходи, як засівання хмар, можуть збільшити кількість опадів у посушливих районах, подібні методи діють у значно менших масштабах, ніж ті глобальні зміни, що відбуваються з атмосферними річками.
Лос-Анджелес – одне з найбільших міст Каліфорнії, розташоване на півдні штату, а центральний Орегон знаходиться значно північніше, що дає уявлення про значний масштаб цих кліматичних зрушень.
Чому атмосферні річки змінюють свій курс?
Автори дослідження, Же Лі та Цінхуа Дін, назвали головною причиною цих змін охолодження океанських температур у тропічній східній частині Тихого океану. Протягом десятиліть ця тенденція до охолодження змінювала моделі атмосферної циркуляції та зміщувала струминні течії, які направляють ці атмосферні річки, повідомили вчені. Ці зсуви, часто пов’язані зі стійкими умовами, подібними до Ла-Ніньї, змінюють загальну атмосферну циркуляцію.
Ла-Нінья — це природне кліматичне явище, що характеризується аномальним охолодженням поверхневих вод у центральній та східній частині тропічного Тихого океану. Це є протилежністю Ель-Ніньо, і обидва явища суттєво впливають на погодні умови по всьому світу, змінюючи режими опадів та температур. Струминні течії — це швидкі, вузькі потоки повітря, що рухаються на високих висотах в атмосфері, відіграючи вирішальну роль у формуванні погодних систем та траєкторій штормів.
Механізм працює так: коли температура поверхні моря охолоджується у східній частині Тихого океану, змінюються тропічні режими опадів. Це призводить до зміцнення систем високого тиску в середніх широтах, що, у свою чергу, рухає атмосферні річки далі до полюсів. Дослідження Лі та Діна виявило, що частота атмосферних річок зросла вздовж 50 градусів північної та 50 градусів південної широти, тоді як вона зменшилася вздовж 30 градусів північної та 30 градусів південної широти з кінця 1970-х років. Більшість цих змін є результатом природних процесів, але зміна клімату також може відігравати свою роль. Це пояснюється тим, що тепліша атмосфера здатна утримувати більше вологи, що за вищих глобальних температур може означати, що атмосферні річки спричинятимуть інтенсивніші опади.
Майбутнє водних ресурсів та боротьба зі стихіями
Наслідки цього дрейфу до полюсів виходять далеко за межі сумарної кількості опадів. Місцевості, як-от Каліфорнія, можуть зіткнутися з інтенсивнішими періодами посух, тоді як Аляска та Британська Колумбія — з частішими зливами. Аляска — це найбільший штат США, що розташований на північному заході Північної Америки, відомий своїми холодними зимами та значною кількістю опадів. Британська Колумбія — західна провінція Канади, що славиться своїми гірськими ландшафтами та вологим, помірним кліматом, де опади є звичним явищем, проте їхня інтенсивність може суттєво зрости.
Дослідження “Science Advances” стверджує, що за сценарію високих викидів до 2100 року частота атмосферних річок у вищих широтах може подвоїтися, що матиме значні наслідки для танення арктичного льоду. Це особливо тривожно, враховуючи температури, які вже фіксуються в Антарктиді. Наприклад, на Антарктичному півострові було зафіксовано одні з найвищих температур за всю історію спостережень, що призводить до прискореного танення льодовиків і підвищення рівня Світового океану.
Одним із головних невирішених питань щодо цього атмосферного феномену є те, чи зможе наша існуюча інфраструктура у вразливих регіонах впоратися з цими змінами. Водосховища, призначені для збору питної води, можуть не наповнюватися, а карти повеней, які спочатку розроблялися на основі старих режимів опадів, можуть виявитися неактуальними щодо того, що відбувається зараз. Атмосферні річки світу змінюються, і наші системи мають адаптуватися. Розуміння цих змін може допомогти синоптикам створювати кращі моделі та інфраструктуру, яка зможе захистити регіони від будь-яких потенційно небезпечних наслідків.
