Попросите людей назвать самую большую реку в мире, и большинство, вероятно, догадается, что это Амазонка, Нил или Миссисипи. На самом деле, некоторые из самых больших рек Земли находятся в небе – и они могут вызывать мощнейшие штормы.
Атмосферные реки — это длинные, узкие полосы влаги в атмосфере, которые простираются от тропиков до более высоких широт. Эти реки в небе могут транспортировать в 15 раз больше объема реки Миссисипи. Когда эта влага достигает побережья и перемещается вглубь страны, она поднимается над горами, вызывая дождь и снегопад и иногда вызывая чрезвычайные наводнения.
За последние 20 лет, по мере совершенствования сетей наблюдений, ученые узнали больше об этих важных погодных явлениях. Атмосферные реки возникают в глобальном масштабе, затрагивая Западные побережья основных сухопутных массивов мира, включая Португалию, Западную Европу, Чили и Южную Африку.
Новое исследование сочетает в себе экономику и атмосферную науку для измерения ущерба от тяжелых погодных явлений. Том Коррингем, аспирант кафедры климата, атмосферных наук и физической океанографии в Калифорнийском университете в Сан-Диего возглавил группу исследователей из Института океанографии им. Скриппса и Инженерного корпуса армии в первом систематическом анализе повреждений атмосферных рек вследствие экстремальных наводнений.
Ученые обнаружили, что, хотя многие из этих событий являются доброкачественными, самые крупные из них вызывают большую часть ущерба от наводнений в западных штатах США, и атмосферные реки, как ожидается, будут расти дольше, влажнее и шире в условиях потепления климата.
Например в феврале 2019 года атмосферная река привела в движение шлейфа водяного пара шириной 350 миль и длиной 1600 миль по небу от тропического Северного Тихого океана до побережья Северной Калифорнии.
Сразу к северу от залива Сан-Франциско, в знаменитом винодельческом регионе округа Сонома, шторм сбросил более 50 сантиметров осадков. Реки вышли из берегов.
В пятый раз за четыре десятилетия город Герневиль был погружен под мутно-коричневые воды нижнего течения Русской реки. Ущерб только в округе Сонома был оценен более чем в 100 млн. долларов США.
События, подобные этим, привлекли внимание в последние годы, но атмосферные реки не являются новыми. Они блуждали по небу миллионы лет, транспортируя водяной пар от экватора к полюсам.
В 1960-х годах метеорологи придумали словосочетание “Ананасовый экспресс”, чтобы описать штормовые следы, которые возникли около Гавайев и принесли теплый водяной пар к побережью Северной Америки. К концу 1990-х годов атмосферные ученые обнаружили, что более 90% мировой влаги из тропиков и субтропиков переносится в более высокие широты аналогичными системами, которые они назвали “атмосферными реками».
В засушливых условиях атмосферные реки могут пополнять запасы воды и гасить опасные лесные пожары. Во влажных условиях они могут вызвать разрушительные наводнения и потоки мусора, что наносит ущерб местной экономике.
Полезно и вредно
“Исследователи уже некоторое время знали, что наводнение из-за атмосферных рек может стоить больших денег, но до нашего исследования никто не оценивал эти повреждения количественно. Мы использовали каталог атмосферных речных событий, составленный Институтом Скриппса океанографического центра для западных погодных и водных экстремумов, и сопоставили его с 40-летними записями страхования от наводнений и 20-летними оценками ущерба национальной метеорологической службы”, — поясняет Том Коррингем.
Исследователи обнаружили, что атмосферные реки причиняли в среднем 1,1 миллиарда долларов ущерба от наводнений ежегодно в западных штатах США. Более 80% всех повреждений от наводнений на Западе в изученные годы были связаны с атмосферными реками. В некоторых районах, таких как прибрежная Северная Калифорния, эти системы причинили более 99% ущерба.
Новые данные показали, что в среднем за год около 40 атмосферных рек выпали на сушу вдоль тихоокеанского побережья где-то между нижней Калифорнией и Британской Колумбией. Большинство этих событий были безобидными: около половины из них не привели к страховым убыткам, и эти штормы пополнили водоснабжение региона.
Но был и ряд исключений. Ученые использовали недавно разработанную классификационную шкалу атмосферных рек, которая ранжирует штормы от 1 до 5, аналогичную системам для классификации ураганов и торнадо. Существует четкая связь между этими категориями и наблюдаемым ущербом.
Атмосферные бури на реках категории 1 (AR1) и AR2 причинили предполагаемый ущерб на сумму менее 1 млн. долларов США. Наиболее разрушительные Ar4 и AR5 вызвали воздействие свыше $ 1 млрд за шторм. Эти миллиардные штормы случались каждые три-четыре года.
Более влажная атмосфера означает более сильные штормы
Но самый значительный вывод заключался в экспоненциальной зависимости между интенсивностью атмосферных рек и вызванным ими наводнением ущербом. Каждое увеличение масштаба от 1 до 5 было связано с 10-кратным увеличением ущерба.
Несколько недавних исследований смоделировали, как атмосферные реки изменятся в ближайшие десятилетия. Механизм прост: парниковые газы улавливают тепло в атмосфере, согревая планету. Это заставляет больше воды испаряться из океанов и озер, а повышенная влажность воздуха делает штормовые системы более сильными.
Как и ураганы, атмосферные реки, по прогнозам, будут расти дольше, шире и влажнее в условиях потепления климата. Вывод ученых о том, что ущерб увеличивается экспоненциально с интенсивностью, предполагает, что даже незначительное увеличение интенсивности атмосферных рек может привести к значительно более значительным экономическим последствиям.
“Я считаю, что совершенствование систем атмосферного прогнозирования должно стать приоритетной задачей для адаптации к меняющемуся климату. Более глубокое понимание интенсивности, продолжительности и места выхода на сушу атмосферных рек может обеспечить ценную информацию для жителей и аварийно-спасательных служб”, — объясняет Том Коррингем.
Кроме того, важно не перестраивать новые здания в районах повышенного риска, а помогать людям переезжать в более безопасные места после крупных стихийных бедствий.
Наконец, новое исследование подчеркивает необходимость сокращения глобальных выбросов парниковых газов. Эти бури будут продолжаться, и они становятся все сильнее. По мнению авторов исследования, стабилизация глобальной климатической системы является единственным долгосрочным способом минимизации экономического ущерба и риска для уязвимых стран.