Ключевые факты
- Более 230 миллионов человек, составляющих две трети населения страны, могут быть затронуты текущей системой.
- На Северных равнинах ожидается ветровой холод ниже -50 градусов по Фаренгейту.
- Арктический регион нагревается в четыре раза быстрее остальной планеты, что известно как арктическое усиление.
- Исключительно теплые воды в Мексиканском заливе и у берегов Баха-Калифорнии добавляют значительную влагу в штормовую систему.
- Исследователи из Дартмутского колледжа использовали машинное обучение для анализа климатических записей, восходящих к 1901 году, чтобы изучить модели струйного потока.
Краткое изложение
Огромный, ледяной шторм в настоящее время развивается по всей США, простираясь от Юго-Запада до Северо-Востока. Эта система погружает большую часть страны в глубокую стужу, которая продлится до начала следующей недели.
Масштабы этого погодного события поражают: The Weather Channel предупреждает, что более 230 миллионов людей могут быть затронуты. По мере того как тяжелый снег и катастрофические накопления льда покрывают регион, Национальная метеорологическая служба предсказывает ветровой холод ниже -50 градусов по Фаренгейту на Северных равнинах. Это создает опасную ситуацию для путешествий, энергетической инфраструктуры и уязвимых групп населения.
Полярный вихрь 🌀
Если вам кажется, что вы стоите прямо на Северном полюсе, этому есть научное объяснение. Высоко над Арктикой вращается огромная, очень холодная воздушная масса, известная как полярный вихрь. Обычно этот ледяной воздух удерживается на месте сильным ветровым режимом, называемым струйным потоком, который действует как барьер, отделяющий Арктику от более теплого воздуха на юге.
Однако этот барьер в настоящее время ослабевает. Струйный поток стал извилистым и более неустойчивым, что позволяет полярному вихрю вырваться и опуститься на юг в Соединенные Штаты. Этот сдвиг в динамике атмосферы и приносит экстремальный холод непосредственно в 48 штатов, создавая повсеместную стужу, которую испытывают сейчас.
"Когда это происходит, струйный поток склонен сильно извиваться, и это позволяет очень холодному воздуху спускаться на юг."
— Аюми Фудзисаки-Маноме, ученый-землевед, Мичиганский университет
Арктическое усиление
Почему струйный поток становится менее стабильным? Ученые указывают на арктическое усиление — явление, при котором Арктика нагревается в четыре раза быстрее остальной планеты. По мере таяния морского льда обнажаются более темные воды, которые поглощают больше солнечной энергии, чем отражающий лед. Это создает обратную связь, усиливающую потепление.
По словам Аюми Фудзисаки-Маноме, ученого-землеведа Мичиганского университета, это потепление уменьшает контраст температур между Арктикой и югом. Она объясняет,
"Когда это происходит, струйный поток склонен сильно извиваться, и это позволяет очень холодному воздуху спускаться на юг."Уменьшение температурного градиента является главным подозреваемым в том, что делает струйный поток более волнистым и склонным к таким драматическим сдвигам.
Фактор влаги
Хотя холодный воздух поступает из Арктики, мощность шторма подпитывается чем-то гораздо более теплым: океанами. Исследовательская группа Climate Central отмечает, что воды Мексиканского залива и Тихого океана у берегов Баха-Калифорнии в настоящее время исключительно теплы. Эти рекордно высокие температуры становятся намного более вероятными из-за выбросов углерода человеком.
Эта океаническая теплота насыщает атмосферу дополнительной влагой. Когда эта влага сталкивается с системой, сходящей с Арктики, она усиливает шторм. По мере потепления атмосферы ее способность удерживать влагу увеличивается, что приводит к более сильным осадкам. Именно поэтому текущий шторм приносит не только холод, но и тяжелый снег и катастрофические накопления льда по огромной части страны.
Научные дебаты
Связь между изменением климата и более волнистым струйным потоком является предметом активных исследований и дебатов в научном сообществе. Джейкоб Чалиф, исследователь из Дартмутского колледжа, отмечает трудность в доказательстве прямой причинно-следственной связи.
"Проблема в том, что очень трудно показать, происходит ли это на самом деле,"— сказал Чалиф, указывая, что надежные записи о струйном потоке восходят только к 1979 году.
Чтобы преодолеть это ограничение, Чалиф возглавил исследование, использовав машинное обучение для анализа климатических записей, восходящих к 1901 году. Результаты показали, что струйный поток часто был волнистым даже до 1979 года, иногда более, чем сегодня.
"Другими словами, влияние изменения климата на струйный поток, как мне кажется, остается неясным,"— заявил Чалиф.
"Я не думаю, что у нас есть неопровержимое доказательство того, что мы делаем струйный поток более волнистым."
Взгляд в будущее
Несмотря на дебаты о поведении струйного потока, влияние изменения климата на интенсивность шторма не вызывает сомнений. Более теплая атмосфера и перегретые океаны являются неоспоримыми факторами тяжести погоды. Как отметила Кейтлин Трюдо, старший научный сотрудник по климатической науке в Climate Central,
"Судить об изменении климата по холодному шторму — это то же самое, что судить о бейсбольном сезоне по одной инниг. Но, изменение климата оказывает ощутимое влияние на этот шторм."
По мере того как шторм продолжает разворачиваться, принося опасные условия миллионам людей, он служит сложным примером нашего меняющегося климата. Хотя механика полярного вихря и струйного потока сложна, результат ясен: усиленное зимнее событие, затрагивающее более 230 миллионов человек.
"Проблема в том, что очень трудно показать, происходит ли это на самом деле. Я не думаю, что у нас есть неопровержимое доказательство того, что мы делаем струйный поток более волнистым."
— Джейкоб Чалиф, исследователь Дартмутского колледжа
"Судить об изменении климата по холодному шторму — это то же самое, что судить о бейсбольном сезоне по одной инниг. Но, изменение климата оказывает ощутимое влияние на этот шторм."
— Кейтлин Трюдо, старший научный сотрудник, Climate Central
Часто задаваемые вопросы
Как изменение климата влияет на этот зимний шторм?
Изменение климата усиливает шторм двумя основными способами. Во-первых, исключительно теплые океанические воды насыщают атмосферу дополнительной влагой, которая выпадает в виде тяжелого снега или льда. Во-вторых, быстрое потепление в Арктике (арктическое усиление) может дестабилизировать струйный поток, позволяя полярному вихрю выливаться на юг.
Что такое полярный вихрь?
Полярный вихрь — это большая область низкого давления и холодного воздуха, окружающая Северный полюс Земли. Обычно он удерживается струйным потоком, но когда струйный поток ослабевает или извивается, вихрь может расширяться на юг, принося ледяной арктический воздух в более низкие широты.
Доказана ли связь между потеплением в Арктике и струйным потоком?
В настоящее время это предмет активных исследований. Хотя многие ученые считают, что арктическое усиление ослабляет струйный поток, делая его более волнистым, окончательное доказательство трудно получить из-за ограниченных исторических данных. Некоторые исследования предполагают, что похожие волнистые модели происходили естественным образом в прошлом, что делает конкретное влияние изменения климата неясным.
Кто затронут этим штормом?
Шторм затрагивает огромную часть Соединенных Штатов, с более чем 230 миллионами людей, потенциально находящихся на его пути. Система простирается от Юго-Запада до Северо-Востока, принося тяжелый снег, лед и опасный ветровой холод, особенно на Северных равнинах.
