Ранжирование атмосферных рек: новое исследование обнаруживает мир потенциала

Темные облака окутывают небо над Пасаденой, штат Калифорния, во время атмосферного речного явления. В период с конца 2022 года по январь 2023 года серия из девяти таких штормов принесла в штат рекордное количество дождя и снега и стала причиной множества смертей. С тех пор Калифорнию затопили дополнительные атмосферные реки.

Как и категории ураганов, шкала силы атмосферных речных штормов могла бы помочь сообществам по всему миру провести сравнение и подготовиться.

Атмосферные реки – обширные воздушные коридоры водяного пара, текущие от тропиков Земли к более высоким широтам – могут направлять столь необходимые дожди на засохшие земли. Но в крайней форме они также могут вызвать разрушения и человеческие жертвы, как это недавно произошло в некоторых частях Калифорнии. Их последствия, как опасные, так и полезные, ощущаются во всем мире.

Новое исследование с использованием данных НАСА показывает, что недавно разработанная рейтинговая система может обеспечить последовательный глобальный ориентир для отслеживания этих «рек в небе». Исследования атмосферных рек в основном сосредоточены на западных побережьях Северной Америки и Европы. Новые результаты помогают расширить наше понимание того, как эти штормы возникают, развиваются и влияют на сообщества во всем мире. Кроме того, рейтинги могут помочь метеорологам лучше предупреждать людей о необходимости их планировать.

Инфракрасный зонд атмосферы НАСА (AIRS) на борту спутника Aqua зафиксировал серию атмосферных рек, которые повлияли на большую часть западной части Северной Америки в начале 2023 года, как видно на этой анимации, показывающей температуру облаков. Более прохладные облака, показанные синим и фиолетовым цветом, связаны с очень сильными дождями.

Результаты также выявили рост числа атмосферных речных явлений по всему миру и на всех уровнях с пиковой активностью в океанах средних широт (умеренные пояса примерно между 30 и 60 градусами северной и южной широты).

Чтобы помочь спрогнозировать потенциальную силу и последствия штормов, когда они выходят на берег на западном побережье Северной Америки, метеорологи из Океанографического института Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего совместно с Национальной метеорологической службой представили атмосферную реку. (AR) в 2019 году. Располагая их от 1 до 5, или от самого слабого до самого сильного, ученые стремились отличить преимущественно полезные штормы от преимущественно опасных. По одной из оценок, застрахованные убытки из-за ущерба от наводнений увеличиваются в 10 раз с каждым повышением в рейтинге, при этом события AR 5 связаны со средней суммой ущерба в 260 миллионов долларов на западе США.

Хотя термин «атмосферная река» был придуман только в 1994 году, последствия штормов ощущались задолго до этого. По оценкам ученых, около 300 миллионов человек во всем мире подвергаются риску наводнений из-за атмосферных рек, которые в среднем переносят количество водяного пара, более чем вдвое превышающее поток реки Амазонки. Растущее количество исследований изучает, как эти штормы играют решающую роль в формировании глобального водного цикла от Анд до Арктики, где недавно было обнаружено, что влага из атмосферных рек тает и замедляет сезонное восстановление морского льда.

Атмосферная речная система, пересекавшая Тихий океан в 2017 году, запечатлена на спутниковых снимках с помощью инструмента НАСА AIRS. Ученые работают над тем, чтобы понять, как эти мощные штормы влияют на регионы мира за пределами западной части Северной Америки и Европы.

В новом исследовании ученые создали базу данных глобальных атмосферных речных событий с 1980 по 2020 год, используя компьютерный алгоритм для автоматической идентификации десятков тысяч событий в рамках Ретроспективного анализа современной эпохи для исследований и приложений, версия 2 (MERRA-2). ), повторный анализ НАСА исторических наблюдений за атмосферой. Чтобы ранжировать события, авторы исследования затем применили атмосферную речную шкалу, которая основана на ожидаемой продолжительности шторма и максимальной скорости переноса водяного пара.

За 40 лет исследования штормы более высокого ранга длились дольше и распространялись дальше, чем штормы более низкого ранга. Среднее расстояние путешествия составило около 400 миль (650 километров) для AR 1 и около 2900 миль (4700 километров) для AR 5, в то время как средняя продолжительность жизни составила около 17 часов для AR 1 и 110 часов для AR 5. Штормы более высокого ранга. (AR 4 и AR 5) были менее распространены и, как правило, начинали свой жизненный цикл ближе к тропикам, а заканчивали в более холодных регионах более высоких широт.