Новые данные о струйных течениях улучшат прогнозы климата

Исследователи смогли определить факторы, влияющие на струйное течение в южном полушарии. Автор: Лейпцигский университет

Струйные течения часто называют «мотором» глобальной погоды: высокоскоростные ветровые потоки направляют области высокого и низкого давления, играя ключевую роль в формировании погодных условий. Однако влияние климатических изменений на эти атмосферные течения остаётся не до конца изученным.

Команда климатологов из Лейпцигского университета совместно с другими научными учреждениями разработала новый метод, позволяющий глубже понять так называемое «вихревое струйное течение» (Eddy-Driven Jet, EDJ) в южном полушарии. Это достижение, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, открывает путь к более точным прогнозам о том, как этот ветровой пояс может реагировать на изменение климата в ближайшие годы.

В Южной Америке, Южной Африке, Австралии и Океании летняя погода сильно зависит от EDJ — ветрового пояса, расположенного на высоте 1,3–1,5 км над землёй. Однако современные климатические модели с трудом предсказывают его поведение из-за сложного взаимодействия факторов, влияющих на воздушные потоки.

Под руководством доктора Юлии Миндлин исследователи из Института метеорологии Лейпцигского университета проанализировали данные измерений и обнаружили, что скорость ветра в EDJ увеличилась, а сам пояс постепенно смещается к Южному полюсу. Используя инновационные методы, учёные выяснили причины этих изменений.

Комбинация статистических методов

Сначала команда проанализировала исторические климатические данные, чтобы определить, как менялось летнее EDJ в южном полушарии с 1950 года. Для понимания причин изменений в струйном течении был применён метод «каузального вывода» (causal inference), который помогает разделить влияние отдельных климатических факторов, даже если они тесно связаны. Это позволило учёным количественно оценить роль каждого фактора.

Затем результаты были объединены с подходом «климатических сценариев» (storyline), который описывает изменения как цепочку причинно-следственных событий. Этот метод широко используется в климатических исследованиях для объяснения неопределённостей в прогнозах.

Причины изменений в струйном течении

Комбинируя эти методы, исследователи выяснили, что 50% наблюдаемого смещения EDJ связано непосредственно с глобальным потеплением. Остальные 50% вызваны комбинацией других климатических изменений, включая потепление верхних слоёв тропической атмосферы, усиление ветров в стратосфере и потепление тропической части Тихого океана. Некоторые из этих факторов также связаны с антропогенным влиянием, другие труднее однозначно объяснить.

Кроме того, учёные обнаружили, что сочетание этих факторов приводит к ускорению струйного течения. Команда также изучает, как эти процессы влияют на ветровые потоки над Тихим океаном и Атлантико-Индийским регионом.

«Результаты показывают, насколько сложна реакция струйного течения на изменение климата, особенно в плане скорости усиления ветров», — объясняет Миндлин.

Для более точного прогнозирования поведения EDJ в ближайшем будущем исследователи использовали численные климатические модели. Однако эти модели не всегда согласуются между собой, особенно в краткосрочных прогнозах. Чтобы решить эту проблему, команда сравнила предсказания моделей с реальными наблюдениями, чтобы определить, насколько точно они отражают ключевые климатические процессы.

Сосредоточившись на наиболее достоверных аспектах моделей, учёные смогли сузить диапазон возможных сценариев. Это позволило получить более надёжные прогнозы изменений струйного течения на ближайшие 10 лет.

Улучшенные климатические прогнозы

Миндлин поясняет: «Раньше исследования в основном фокусировались на долгосрочных климатических изменениях. Однако в последнее время краткосрочные прогнозы становятся всё более важными для принятия решений. Наши методы могут улучшить климатические прогнозы на ближайшее десятилетие».

Исследование проводилось в рамках рабочей группы «Климатическая причинность» Лейпцигского университета под руководством младшего профессора доктора Марлен Кречмер. «Наша цель — лучше понять климатические риски и снизить неопределённость региональных прогнозов, связанных с экстремальными погодными явлениями», — говорит Кречмер.

В работе также приняли участие учёные из Университета Рединга (Великобритания), Исследовательского центра Юлиха и Университета Буэнос-Айреса (Аргентина). В будущем группа планирует продолжить использование комбинации каузальных методов и сценариев для изучения таких явлений, как региональные засухи и волны тепла.

Дополнительная информация: Julia Mindlin et al, Explaining and predicting the Southern Hemisphere eddy-driven jet, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2500697122

Источник: Лейпцигский университет