Теплая погода за тысячи миль может показаться маловероятной причиной необычайно влажной зимы в Соединенном Королевстве или глубокого холода в этом году на востоке Соединенных Штатов. Но потепление в Арктике можно обвинить в обоих случаях, сказала ученый-атмосферщик из Университета Рутгерса Дженнифер Фрэнсис на недавнем ежегодном собрании AAAS в Чикаго, штат Иллинойс.
Связанный контент
- Глубокая заморозка показывает уединенные ледяные пещеры Верхнего озера
- Волны летней жары могут быть связаны с потерей морского льда
«Это потому, что с начала декабря картина этой зимы в основном застряла в одном месте», - сказал Фрэнсис. И модель, которая включала в себя, например, холодные и холодные температуры на востоке Соединенных Штатов, застряла из-за Арктики.
Еще в 1896 году шведский физик Сванте Аррениус впервые рассчитал [pdf], как нагнетание углекислого газа в атмосферу согреет планету посредством парникового эффекта. Это потепление, писал он, будет наиболее выраженным в арктических регионах, явление, известное как арктическое (или полярное) усиление. И теперь он может быть замечен над шумом погоды в мире - ниже анимация НАСА разницы температур по сравнению со средними значениями, с 1950 по 2013 год:
Недавнее усиление арктического потепления легко увидеть по потере летнего морского льда в Северном Ледовитом океане. В частности, протяженность летнего морского льда снижается уже более двух десятилетий, и особенно заметна потеря старого толстого льда (см. Видео ниже).
«Когда вы теряете морской лед, арктическое усиление здесь обязательно», - сказал Марк Серрез, директор Национального центра данных по снегу и льду. По его словам, потеря этого морского льда окажет влияние в средних широтах, особенно на погодные условия.
Арктика по-разному влияет на остальную планету, но тот, который наиболее актуален для работы Фрэнсиса, называется температурным градиентом полюса - это разница в температуре между Арктикой и средними широтами, где находится континентальная часть Соединенных Штатов. Этот температурный градиент приводит к тому, что воздух начинает течь с Северного полюса на юг, а вращающаяся Земля заставляет воздух двигаться с запада на восток, создавая реактивный поток.
Частые летчики распознают реактивный поток как реку воздуха, которая может дать импульс своему самолету при полете из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк. Фанатики погоды, тем не менее, могут быть более знакомы с воздушной схемой своей способности перемещать метеорологические системы по всему континенту.
«Когда вы нагреваете Арктику быстрее, вы уменьшаете разницу в температуре между Арктикой и областями, расположенными дальше к югу», и это ослабляет градиент температуры к полюсу, пояснил Фрэнсис. Более слабый градиент делает более слабый струйный поток.
«Поскольку мы ослабляем эту разницу в температуре между Арктикой и средними широтами, мы ожидаем, что эти ветры с запада на восток станут слабее», - сказал Фрэнсис. «Когда это произойдет, мы также ожидаем, что этот поток в струйном потоке верхнего уровня станет более волнистым». Фрэнсис сравнил струйный поток с рекой. Когда река стекает по крутому склону горы, она течет быстро, и ее путь является прямым. Но когда река течет по плоской равнине, она медленнее, и ее путь может начать блуждать. Струйный поток теперь иногда извивается, как та медленная река:
По словам Фрэнсиса, более слабый струйный поток, вероятно, легче отклоняется от своего пути, когда он сталкивается с чем-то вроде горного хребта или массой горячего воздуха. Эти большие волны увеличивают вероятность того, что погодная система - например, особенно холодная зима или период без дождя - будет заблокирована. «Это означает, что погода, которую они создают, длится дольше в вашем регионе. Это приводит к тому, что более устойчивые погодные условия и тенденция экстремальных погодных явлений определенных типов становятся более вероятными », - сказал Фрэнсис. «Это гипотеза».
И это большая оговорка в этой работе - это гипотеза, разработанная за последние несколько лет Фрэнсисом и ее коллегой Стивом Ваврусом, ученым-атмосферщиком в Висконсинском университете, Мэдисон. «Не все на борту», - признался Фрэнсис.
Но это, кажется, довольно новое развитие в эволюции климата планеты. Сигнал об арктическом усилении, впервые предсказанный еще в 1896 году, действительно стал заметным только после случайных взлетов и падений погоды в течение последних 10 или 15 лет, поэтому его эффекты, такие как ослабление струйного течения, только сейчас начинают проявляться опытный, сказал Фрэнсис.
И Фрэнсис признает, что наличие погодных условий, зафиксированных реактивным потоком, не объясняет все недавние приступы экстремальной погоды. Ученым понадобится некоторое время, чтобы понять все это, но Фрэнсис отметил, что это Гипотеза подтверждается комбинацией наблюдений, физики и климатических моделей.
«В климатической системе многое происходит, что влияет на реактивный поток, - сказала она, - и выяснение того, как различные части головоломки соединяются вместе, является действительно активной областью исследований прямо сейчас».
