Сюрприз от климата: потепление Арктики приносит снегопады в Техас

Несмотря на глобальное потепление, зимы в Северном полушарии продолжают удивлять суровыми морозами и обильными снегопадами, которые порой достигают рекордных масштабов.

Ярким примером стали аномальные холода в Техасе и Оклахоме в 2021 году, нанесшие ущерб на сумму свыше 1 миллиарда долларов. Новое исследование раскрывает, что такие экстремальные погодные явления связаны с нестабильностью полярного вихря — области низкого давления, которая обычно вращается над Арктикой. Ученые выяснили, что нарушения в его работе приводят к деформации и растяжению, из-за чего холодный арктический воздух проникает в регионы Канады и США, вызывая резкие похолодания.

Исследователи отметили, что в большинстве случаев необычно холодные зимы, сопровождающиеся сильными снегопадами и снежными заносами, связаны с длительными нарушениями в работе полярного вихря.

Для изучения этого явления ученые проанализировали данные о состоянии стратосферы — слоя атмосферы, начинающегося на высоте около 19 километров. Понимание этих процессов, по мнению специалистов, может значительно улучшить долгосрочные прогнозы погоды, что особенно важно для таких отраслей, как энергетика, страхование и перестрахование. Например, точные прогнозы помогут предсказать, насколько суровой будет зима, не приведет ли она к авариям на трубопроводах или увеличению страховых выплат.

Обычно полярный вихрь вращается вокруг Северного полюса, напоминая гигантский волчок. Однако иногда он резко теряет стабильность, что приводит к вторжению холодного воздуха в Северную Европу и Азию.

В Северной Америке такие разрушения вихря не всегда вызывают похолодания, но создают значительные риски. Ученые изучили спутниковые данные о стратосфере, собранные с 1980 по 2021 год, а также информацию о зимней погоде за тот же период.

Они обнаружили, что полярный вихрь часто не разрушается полностью, а растягивается, подобно фигуристу, который вытягивает руку, чтобы сохранить равновесие во время сложного вращения. В результате анализа были выделены пять типичных моделей поведения вихря, две из которых связаны с похолоданиями в Канаде и США.

Исследователи отметили, что количество таких растяжений увеличивается, а их характер меняется. Один из типов вихря приносит холод на Восточное побережье Северной Америки, тогда как другой вызывает морозы на Среднем Западе и в районе Великих равнин

. С 2015 года чаще наблюдается западный тип вихря, хотя точные причины этого сдвига пока не ясны. Ученые предположили, что это может быть связано с явлением Ла-Нинья — охлаждением поверхностных вод в экваториальной части Тихого океана, которое в последние десятилетия проявлялось в виде многолетних аномалий.

Анализ данных также позволил выявить закономерности в переходах между различными режимами полярного вихря, что может улучшить прогнозы погоды на период от двух до шести недель — диапазон, в котором точность предсказаний традиционно остается низкой. Ученые подчеркнули, что их работа может стать важным инструментом для метеорологов, помогая заранее предупреждать о возможных экстремальных погодных условиях.

Одним из ключевых вопросов, который волнует исследователей, является то, как глобальное потепление повлияет на поведение полярного вихря в будущем.

Ученые отметили, что вихрь управляется атмосферными волнами, и сейчас наиболее значимые из них наблюдаются над Евразией, где формируется теплый гребень на западе и более холодная впадина на востоке. Эти волны усиливаются из-за потепления в Арктике, особенно из-за таяния морского льда, что увеличивает температурный контраст между регионами и дестабилизирует вихрь.

Однако, если морской лед полностью исчезнет, эта система может кардинально измениться, что приведет к обратному эффекту: вместо неожиданных холодных зим в средних широтах может наступить значительное потепление, а в Арктике, наоборот, станет холоднее.

Исследователи предположили, что в таком случае климат Северного полушария может стать похожим на климат Южного, где полярные вихри встречаются крайне редко.

Уточнения

Се́верное полуша́рие — часть Земли, расположенная к северу от экватора. Поверхность на 60,7 % состоит из воды. На ней расположено 67,3 % суши и живёт около 90 % населения Земли.