Температура океана спасает Землю от глобальной засухи

Температура океана может защищать Землю от глобальной засухи. Credit: Shutterstock

Ученые выяснили, что температурные режимы океана помогают предотвращать одновременное распространение засух по всему миру. Исследование, проведенное под руководством Индийского технологического института Гандинагара (IITGN) в сотрудничестве с международными коллегами, показывает, что естественные климатические изменения в океанах действуют как своего рода глобальный тормоз для синхронизированных засух.

Опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, исследование проанализировало климатические данные с 1901 по 2020 год. Исследователи обнаружили, что синхронизированные засухи одновременно затрагивали лишь от 1,8% до 6,5% суши планеты. Эта оценка значительно ниже предыдущих заявлений о том, что одновременно может пересыхать до одной шестой части Земли.

Исследование возглавил доктор Удит Бхатия, а соавторами выступили ученые из IITGN и Центра экологических исследований Гельмгольца — UFZ в Лейпциге, Германия. Команда изучила, как засухи в отдаленных регионах синхронизируются во времени и какие факторы влияют на их совместное распространение или разобщение.

«Мы рассматривали наступление засух как события в глобальной сети. Если два удаленных региона вступали в засуху в течение короткого промежутка времени, они считались синхронизированными», — объяснил доктор Бхатия, ведущий автор и главный исследователь Лаборатории машинного интеллекта и устойчивости, а также Центра искусственного интеллекта и устойчивости (ARC) при IITGN.

Проследив тысячи связей засух по всему миру, исследователи выявили несколько крупных «очагов засухи». К ним относятся Австралия, Южная Америка, южная Африка и части Северной Америки. Команда также изучила историческую урожайность пшеницы, риса, кукурузы и сои, чтобы понять, как умеренная засуха влияет на производство продуктов питания.

«Во многих крупных сельскохозяйственных регионах при умеренной засухе вероятность неурожая резко возрастает — часто выше 25%, а в некоторых районах — выше 40-50% для таких культур, как кукуруза и соя», — сказал Хемант Пуния, ученый по искусственному интеллекту в IITGN.

Эти риски были бы особенно тревожными, если бы многие крупные сельскохозяйственные регионы одновременно вступили в засуху. Однако исследование показало, что естественное климатическое поведение, особенно изменения температуры поверхности моря в Тихом и других океанах, помогает ограничить масштабы и равномерность распространения засух.

Одной из главных сил, стоящих за этими глобальными сдвигами, является Эль-Ниньо — Южное колебание, естественный цикл потепления и охлаждения в Тихом океане, влияющий на режимы осадков во всем мире. В годы Эль-Ниньо Австралия часто становится крупным очагом засухи, в то время как другие регионы реагируют иначе. Во время Ла-Нинья картина снова меняется, и засухи часто становятся более географически рассредоточенными.

«Эти океанические колебания создают мозаику региональных реакций, ограничивая возникновение единой глобальной засухи, охватывающей несколько континентов одновременно», — объяснил соавтор Даниш Мансур Тантари, бывший магистрант IITGN, ныне аспирант Северо-Восточного университета (США).

Исследователи также изучили, как осадки и температура совместно влияют на интенсивность засухи. Их анализ показал, что в последние десятилетия примерно две трети долгосрочных изменений интенсивности засухи связаны с изменениями количества осадков. Оставшаяся треть связана с ростом испаряемости из-за потепления.

«Осадки остаются доминирующим фактором в глобальном масштабе, особенно в таких регионах, как Австралия и Южная Америка, но влияние температуры явно растет в нескольких среднеширотных регионах, таких как Европа и Азия», — отметил доктор Рохини Кумар, старший научный сотрудник Центра экологических исследований Гельмгольца.

Результаты показывают, как климатические исследования, основанные на данных, могут помочь улучшить стратегии защиты глобального сельского хозяйства. Вместо того чтобы фокусироваться только на изолированных погодных явлениях, команда рассматривала Землю как взаимосвязанную систему. Такой подход может помочь ученым выявить регионы «раннего предупреждения» до того, как локальная засуха начнет влиять на мировые продовольственные рынки.

Профессор Вимал Мишра подчеркнул, что эти выводы имеют важное значение для планирования, торговли и продовольственной безопасности. «Поскольку засухи не поражают все регионы одновременно, разумное планирование может использовать это естественное разнообразие для буферизации глобальных запасов продовольствия», — заявил он.

Доктор Бхатия сказал, что исследование дает более обнадеживающее сообщение о риске засухи в условиях меняющегося климата. «Наше исследование подчеркивает, что мы не беспомощны перед лицом потепления планеты. Понимая тонкий баланс между океанами, осадками и температурами, политики могут сосредоточить свои ресурсы на конкретных очагах засухи и создать механизмы для стабилизации мирового рынка до того, как неурожай в одном регионе вызовет скачки цен в другом», — сказал доктор Бхатия.