Климатолог: ураганы в принципе нельзя предсказать абсолютно точно
В последние два года берега Северной Америки постоянно "бомбардируют" мощнейшие ураганы, наносящие огромный экономический ущерб прибрежным городам и селениям Америки и вызывающие большие проблемы для популяций некоторых редких животных, таких как бабочки-монархи.
Только за август и сентябрь этого года в Атлантике возникло сразу четыре мощнейших урагана четвертой и пятой категории опасности, Харви, Ирма, Хосе и Мария, оставившие остров Пуэрто-Рико без электричества и создавшие потенциально катастрофическую ситуацию на атлантическом побережье США и Мексики.
Еще зимой специалисты Администрации океанических и атмосферных исследований США (NOAA) говорили о том, что число мощных ураганов в этом году будет более высоким, чем обычно, однако они не смогли предсказать, где и когда они возникнут. Академик Мохов объясняет, почему сегодня такие прогнозы остаются за пределами возможностей ученых.
— Игорь Иванович, можно ли в принципе предсказать наступление сезона ураганов, или хотя бы вычислить их силу?
— Общие закономерности сезонной активности тропических циклонов, штормов и ураганов известны, хотя вариации год от года велики. На Земле тропические циклоны, штормы и ураганы-тайфуны формируются круглый год. В Северном полушарии в целом максимум активности достигается к концу лета — началу осени, а в Южном — когда в северных широтах зима.
Тропические циклоны в северо-западном бассейне Тихого океана, значительная часть которых трансформируется во внетропические и проникает на российский Дальний Восток, образуются в течение всего года с пиком активности в конце лета. А в северных тропиках Атлантики сезон активности тропических циклонов начинается в мае-июне и заканчивается к зиме с максимумом к началу осени.
А вот неопределенность предсказания сроков формирования первых тропических ураганов, их количества, интенсивности и траекторий в океанических бассейнах в конкретные годы очень большая. Это связано со значительной межгодовой изменчивостью региональных атмосферных и океанических процессов, а формирования тропических ураганов зависит от целого ряда факторов.
Тем не менее, проявляются определенные закономерности, позволяющие делать прогностические оценки. К примеру, частота появления и мощность тихоокеанских ураганов-тайфунов, зависит от того, в какой фазе находится климатический феномен Эль-Ниньо. В годы развития Эль-Ниньо в целом меньше вероятность формирования тайфунов в северо-западном бассейне Тихого океана, которые могут достигнуть берегов Японии и российского Дальнего Востока.
Формирование ураганов зависит от температуры воды в океане – чем сильнее прогреты его верхние слои, тем благоприятнее условия для формирования ураганов. Когда в тропических широтах аномально высокая температура океана, около 26-27 градусов Цельсия и более, высок риск появления ураганов.
Наряду с этим необходим особый режим атмосферы для развития конвективных процессов с испарением воды и транспортировкой в атмосферу энергии, запасенной в верхнем нагретом слое океана. Эти процессы сопровождаются охлаждением верхнего слоя океана и высвобождением колоссальной энергии в атмосфере при конденсации влаги.
— В чем особенности активности тропических циклонов в 2017 году?
— В этом году первый циклон-шторм сформировался в тропиках Северной Атлантики еще в апреле с последующим двухмесячным перерывом в штормовой активности в этом бассейне. Во второй половине июня сформировались два тропических шторма, во второй половине июля — еще пара. А в августе-сентябре — взрыв ураганной активности, в том числе два мощнейших урагана, Ирма и Мария. Температура поверхности океана в тропиках Атлантического океана в августе этого года была выше, чем в предыдущие годы, при этом над значительной частью температурные аномалии превышали один градус Цельсия.
Надо сказать, что еще в конце прошлого года прогнозировалось от 3 до 9 тропических ураганов в Северной Атлантике в этом году, в том числе от одного до пяти мощных ураганов, а также от 10 до 18 тропических штормов. В среднем же в Атлантике формируется значительно меньше тропических циклонов, чем в Тихом океане.
Больше всего ураганов-тайфунов рождается на северо-западе Тихого океана, где они влияют на восток Азии, Японию и наш Дальний Восток. В последние годы, как показывает наш анализ данных, повышается вероятность проникновения тропических циклонов в средние широты.
Конечно, и на тихоокеанские тайфуны, и на атлантические ураганы влияют климатические колебания, такие как Эль-Ниньо или Северо-Атлантическая осцилляция. При этом нужно понимать, что все эти изменения происходят на фоне тенденции общего роста температуры поверхности воды. К примеру, в южной Атлантике тропические циклоны очень редки – начали появляться только в этом веке, температура поверхности океана там относительно низкая. Ураганоподобные вихри начали появляться и в Средиземном, и в Черном море.
Формирование ураганов зависит от ряда факторов, не только от температурного режима, и разброс в их количестве в разные годы большой. К примеру, в 2010 году, когда жара царила на европейской территории России, в Тихом океане возникло всего 14 циклонов, а в 1971 году их было около 36. А в Атлантике в 1984 году было всего четыре циклона, в 2005 году их было в 7 раз больше.
— Что можно ожидать в будущем?
— Уже сейчас отмечается общая значимая тенденция увеличения частоты проникновения мощных циклонов из тропических широт в средние. Многие прогностические модельные оценки свидетельствуют, что при глобальном потеплении вырастет интенсивность ураганов, хотя общая частота появления тропических циклонов может уменьшиться. Иными словами, общее число тропических циклонов может снизиться, а супер-ураганы — возникать чаще.
Подобные тенденции уже проявляются, и мощные тропические ураганы этого года являются подтверждением. Аналогичные тенденции проявляются и для внетропических циклонов. Существует значительный риск, что при дальнейшем потеплении вод Атлантики частота появления ураганов вырастет. С другой стороны, как я уже говорил, есть очень большой разброс в эмпирических оценках и в результатах модельных расчетов, что не позволяет давать надежные прогностические оценки.
В докладе, подготовленном в 2013 году Межправительственной группой экспертов по изменению климата (IPCC) — я участвовал в его подготовке в качестве ведущего автора — отмечено, что неопределенность в прогностических оценках пока является очень большой. Нужно понимать, что степень достоверности возможных рисков пока остается низкой, но эти риски не стоит недооценивать. Уже реализуются многие модельные оценки возможных изменений климата, которые еще несколько десятков лет казались невероятными.
Для более надежных оценок необходимо больше статистических данных для ураганов. Большой разброс, связанный с естественной изменчивостью, затрудняет получение надежных оценок общих тенденций изменения. При этом более надежными могут быть оценки на глобальном уровне или на уровне отдельных полушарий, с большими неопределенностями для отдельных бассейнов.
— Можно ли как-то объяснить эту мысль политикам, требующим точных прогнозов?
— Абсолютно точные климатические прогнозы принципиально невозможны. Это нужно понимать, чтобы не попадать в глупое положение, требуя несбыточного. Формирование и развитие ураганов как важных составляющих климатической системы — очень сложный процесс.
Климатическая система Земли — сложнейшая система, для расчета режимов которой нужны не только суперкомпьютеры, но и глубокое понимание того, как взаимодействуют между собой ее различные компоненты, как взаимодействует атмосфера и океан. Даже очень упрощенная модель, известная как модель Лоренца, описывающая процессы атмосферной конвекции, с которыми связаны процессы формирования и тропических циклонов, демонстрирует сложнейшую динамику — вспомните "эффект бабочки" — и подчеркивает сложность предсказуемости климатических процессов.
Тем не менее, прогресс в моделировании в сочетании с развитием глобальных систем наблюдения способствует тому, что в ближайшие десятилетия можно будет существенно продвинуться в получении более надежных прогностических оценок климатических изменений. При этом следует осознавать, что климатические прогнозы не могут быть стопроцентно точными, необходимо оценивать вероятности и риски возможных изменений и их последствий.
Для более надежных оценок современных тенденций на фоне естественной климатической изменчивости на разных временных масштабах необходим надежный фундамент данных непрерывных и продолжительных измерений. А ведь спутниковым измерениям всего несколько десятков лет.
— Как ураганы могут влиять на экосистемы и жизнь животных?
— Очевидно, что с ураганами связаны сильнейшие негативные экологические последствия, в том числе долгосрочные. С другой стороны, тропические циклоны приносят много влаги и могут способствовать прекращению региональных засух.
С глобальной точки зрения тропические циклоны, штормы и ураганы являются стабилизирующей реакцией климатической системы на ее перегрев, отбирая у океана тепло и понижая его температуру в тропиках.
— Могут ли подобные тропические ураганы угрожать России?
— Наша страна, в силу ее географического положения, подвергается воздействию мощных циклонов, которые достигают берегов Дальнего Востока в измененном виде из тропических широт. В среднем, за год во внетропические широты в северо-западном бассейне Тихого океана пробивается более 10 тропических циклонов.
В будущем, несмотря на ту изменчивость, о которой я уже говорил, можно ожидать, что частота ураганов в этом бассейне, может вырасти. Как показывает анализ IPCC, если глобальное потепление будет продолжаться и дальше, то частота сильнейших тропически штормов на северо-западе Тихого океана и в Северной Атлантике скорее вырастет, чем не изменится.
Климатические модели показывают, что возможно и смещение на восток области активной генерации циклонов в тропических широтах на северо-западе Тихого океана. Усложняют получение более надежных прогностических оценок и региональные особенности возможных изменений атмосферной циркуляции и муссонных режимов.