Одна из главных теорий климатических аномалий не проверена

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances и проведенное в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS), бросает вызов одному из наиболее часто обсуждаемых механизмов формирования длительных экстремальных погодных явлений.

Волны Россби и почему они важны

Волны Россби — это крупномасштабные колебания реактивного течения, мощного воздушного потока в верхних слоях атмосферы, отделяющего холодный полярный воздух от теплого тропического воздуха. Эти волны могут менять свою форму и скорость, а иногда и застревать в определенных регионах.

Именно эти стабильные конфигурации связаны с продолжительными периодами жары, проливными дождями или длительными периодами засухи. Когда атмосферный поток становится менее подвижным, погодные условия в регионе фиксируются на недели, а иногда и дольше.

Что такое теория QRA

Одной из идей, объясняющих этот феномен, является теория QRA. Проще говоря, это говорит о том, что при определенном направлении и силе ветров в средних широтах атмосферные волны в реактивном течении могут «подхватываться» и усиливаться. В результате такие волны становятся более выраженными и дольше остаются на месте, что увеличивает вероятность продолжительных волн жары, проливных дождей или других экстремальных погодных ситуаций.

Идея QRA часто появлялась в научных публикациях и объяснениях СМИ как один из ключевых механизмов, связывающих динамику атмосферы с климатическими аномалиями.

Как проверялась гипотеза

Чтобы оценить устойчивость этого механизма, исследователи использовали упрощенную, но физически верную модель атмосферы. Он воспроизводит базовую гидродинамику, но намеренно исключает ряд сложных процессов — влажность, тонкие эффекты радиационного нагрева и охлаждения, а также детальное взаимодействие с солнечным излучением.

Эта конструкция позволяет точно выделить динамический эффект, который предполагает теория QRA, и проверить, происходит ли усиление волны без дополнительных факторов.

Модель охватывала широкий диапазон состояний атмосферного течения, включая те, которые теоретически считаются наиболее благоприятными для возникновения резонансного усиления.

Результаты оказались неожиданными

Ожидали, что в «благоприятных» режимах волны наберут силу и продемонстрируют повышенную амплитуду. Однако статистика показала противоположную картину.

«Результат оказался прямо противоположным тому, что можно было ожидать», — сказал Тодд Муринг.

В сценариях, где теория предсказывала усиление, амплитуда волн в модели, наоборот, уменьшалась. Это означает, что сам набор условий, на который опирается QRA, не приводит к ожидаемому эффекту даже в управляемой физической системе.

Что это меняет в интерпретации климата?

Авторы не оспаривают, что экстремальные погодные явления в последние десятилетия действительно стали более частыми и суровыми - это хорошо подтверждается другими климатическими исследованиями, где основная роль обычно связана с глобальным потеплением и изменением атмосферной циркуляции.

Вопрос в другом: насколько корректно объяснять подобные явления одной конкретной теорией - квазирезонансного усиления (КРА). Новая работа показывает, что давать универсальное объяснение аномальной жары и наводнений рискованно. Слишком сложные атмосферные процессы невозможно свести к единому механизму, и такое упрощение может исказить картину.

Марианна Линц отмечает необходимость осторожности в интерпретации:

«Это фундаментально сложные явления, и четкие заявления относительно этих предсказаний вполне могут быть неточными».