27 января 2020 года, обновлен 24 октября.
Попросите людей назвать самую большую реку в мире, и большинство, вероятно, догадается, что это Амазонка, Нил или Миссисипи. На самом деле некоторые из крупнейших рек Земли находятся в небе — и они могут порождать мощные штормы, подобные тем, что сейчас заливают северную Калифорнию.
Атмосферные реки — это длинные, узкие полосы влаги в атмосфере, которые тянутся от тропиков до высоких широт. Эти небесные реки могут переносить в 15 раз больше влаги, чем река Миссисипи.
Когда эта влага достигает побережья и движется вглубь страны, она поднимается над горами, вызывая дожди и снегопады. Многие жители Запада, измученные пожарами, приветствуют эти потоки, но атмосферные реки могут вызвать и другие бедствия, такие как экстремальные наводнения и селевые потоки.
За последние 20 лет, по мере совершенствования сетей наблюдения, ученые узнали больше об этих важных погодных явлениях. Атмосферные реки происходят по всему миру, затрагивая западные побережья крупнейших мировых массивов суши, включая Португалию, Западную Европу, Чили и Южную Африку. Так называемые штормы «Ананасовый экспресс», несущие влагу с Гавайских островов на западное побережье США, — лишь одна из их многочисленных разновидностей.
Мои исследования сочетают экономику и науку об атмосфере для оценки ущерба от суровых погодных явлений. Недавно я возглавил группу исследователей из Института океанографии Скриппса и Инженерного корпуса сухопутных войск в первом систематическом анализе ущерба от атмосферных рек, вызванных экстремальными наводнениями. Мы обнаружили, что, хотя многие из этих явлений носят доброкачественный характер, самые крупные из них наносят основной ущерб от наводнений на западе США. А атмосферные реки, согласно прогнозам, станут еще длиннее, влажнее и шире в условиях потепления климата.
Реки в небе
27 февраля 2019 года атмосферная река пронесла шлейф водяного пара шириной 350 миль и длиной 1600 миль по небу от тропической северной части Тихого океана до побережья Северной Калифорнии.
К северу от залива Сан-Франциско, в знаменитой винной стране округа Сонома, шторм обрушил более 21 дюйма осадков. Река Русская достигла отметки 45,4 фута — на 13,4 фута выше уровня паводка.
В пятый раз за последние четыре десятилетия город Герневиль оказался затоплен мутно-коричневыми водами нижней части Русской реки. Ущерб только в округе Сонома оценивается более чем в 100 миллионов долларов США.
Подобные события привлекли внимание в последние годы, но атмосферные реки — явление не новое. Они бороздят небеса уже миллионы лет, перенося водяной пар от экватора к полюсам.
В 1960-х годах метеорологи придумали выражение «Ананасовый экспресс» для описания штормовых путей, которые зарождались в районе Гавайских островов и несли теплый водяной пар к побережью Северной Америки. К концу 1990-х годов ученые-атмосферологи обнаружили, что более 90 % влаги из тропиков и субтропиков переносится в более высокие широты подобными системами, которые они назвали «атмосферными реками».
В сухую погоду атмосферные реки могут пополнить запасы воды и потушить опасные лесные пожары. Во влажных условиях они могут вызывать разрушительные наводнения и селевые потоки, наносящие ущерб местной экономике.
Полезно и вредно
Исследователи давно знали, что наводнения, вызванные атмосферными реками, могут стоить больших денег, но до нашего исследования никто не подсчитывал этот ущерб. Мы использовали каталог атмосферных рек, составленный Центром западной погоды и водных экстремальных явлений Института океанографии Скриппса, и сопоставили его с 40-летними данными о страховании от наводнений и 20-летними оценками ущерба Национальной метеорологической службы.
Мы обнаружили, что атмосферные реки ежегодно наносят ущерб западным районам США в среднем на 1,1 миллиарда долларов. Более 80 % всего ущерба от наводнений на Западе в годы, когда мы проводили исследование, было связано с атмосферными реками. В некоторых районах, таких как прибрежная Северная Калифорния, эти системы причинили более 99 % ущерба.
По нашим данным, в среднем за год около 40 атмосферных рек выходили на берег вдоль тихоокеанского побережья между Баха Калифорнией и Британской Колумбией. Большинство из этих событий были благотворными: Около половины из них не привели к застрахованным убыткам, и эти штормы пополнили запасы воды в регионе.
Но был и ряд исключений. Мы использовали недавно разработанную шкалу классификации атмосферных рек, которая ранжирует штормы от 1 до 5, подобно системам классификации ураганов и торнадо. Была обнаружена четкая связь между этими категориями и наблюдаемым ущербом.
Штормы категории атмосферной реки 1 (AR1) и AR2 нанесли ущерб, по оценкам, менее 1 миллиона долларов. Штормы категорий AR4 и AR5 привели к среднему ущербу в 10 и 100 миллионов долларов соответственно. Самые разрушительные штормы AR4 и AR5 привели к ущербу более 1 миллиарда долларов за шторм. Эти миллиардные штормы происходили каждые три-четыре года.
Более влажная атмосфера означает более сильные штормы
Самым значительным результатом нашей работы стала экспоненциальная зависимость между интенсивностью атмосферных рек и ущербом от наводнений, которые они вызывают. Каждое увеличение по шкале от 1 до 5 ассоциировалось с 10-кратным увеличением ущерба.
В нескольких недавних исследованиях было смоделировано, как изменятся атмосферные реки в ближайшие десятилетия. Механизм прост: Парниковые газы задерживают тепло в атмосфере, нагревая планету. В результате из океанов и озер испаряется больше воды, а повышенная влажность воздуха усиливает штормовые системы.
Как и ураганы, атмосферные реки, согласно прогнозам, будут становиться длиннее, шире и влажнее в условиях потепления климата. Наш вывод о том, что ущерб растет экспоненциально с увеличением интенсивности, говорит о том, что даже незначительное увеличение интенсивности атмосферных рек может привести к значительно большим экономическим последствиям.
Улучшение прогнозирования имеет решающее значение
Я считаю, что совершенствование систем атмосферного прогнозирования должно стать приоритетной задачей для адаптации к меняющемуся климату. Лучшее понимание интенсивности атмосферных рек, их продолжительности и мест выхода на сушу может дать ценную информацию жителям и специалистам по реагированию на чрезвычайные ситуации.
Кроме того, важно препятствовать новому строительству в зонах повышенного риска и помогать людям переезжать в более безопасные места после крупных катастроф, а не перестраиваться на месте.
Наконец, наше исследование подчеркивает необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов. Эти штормы будут продолжаться, и они становятся все сильнее. На мой взгляд, стабилизация глобальной климатической системы — единственный долгосрочный способ минимизировать экономический ущерб и риск для уязвимых сообществ.
Автор — Том Коррингем, постдокторский ученый в области климата, атмосферных наук и физической океанографии, Калифорнийский университет в Сан-Диего.
