Почему Средиземноморье - это точка изменения климата

Хотя глобальные климатические модели различаются во многих отношениях, они сходятся в этом: Средиземноморский регион будет значительно более сухим в ближайшие десятилетия, потенциально выпадая на 40 процентов меньше осадков в зимний дождливый сезон, по информации сайта ascania-nova.org.

Анализ, проведенный исследователями в Массачусетском технологическом институте, в настоящее время обнаружил основные механизмы, объясняющие аномальные эффекты в этом регионе, особенно на Ближнем Востоке и в северо-западной Африке. Анализ может помочь уточнить модели и добавить определенность в их прогнозы, которые имеют значительные последствия для управления водными ресурсами и сельским хозяйством в регионе.

Исследование, опубликованное на прошлой неделе в «Журнале климата», было проведено аспирантом Массачусетского технологического института Александром Туелем и профессором гражданского и экологического инжиниринга Эльфатих Элтахир.

Различные модели глобальной циркуляции изменяющегося климата Земли сходятся во мнении, что температура практически повсюду будет повышаться, а в большинстве мест - и осадки, отчасти потому, что более теплый воздух может переносить больше водяного пара. Тем не менее, «есть одно серьезное исключение, и это район Средиземноморья», говорит Элтахир, который показывает наибольшее снижение прогнозируемого количества осадков по сравнению с любой сушей на Земле.

«Несмотря на все различия, все модели, похоже, согласны с тем, что это произойдет», - говорит он, хотя они различаются по степени снижения, варьируя от 10 до 60 процентов. Но раньше никто не мог объяснить почему.

Туель и Эльтахир обнаружили, что это прогнозируемое высыхание Средиземноморского региона является результатом слияния двух различных эффектов потепления климата: изменение динамики циркуляции верхней атмосферы и уменьшение разницы температур между сушей и морем. Ни один из этих факторов сам по себе не будет достаточным для объяснения аномального уменьшения количества осадков, но в сочетании эти два явления могут полностью объяснить уникальную тенденцию высыхания, наблюдаемую в моделях.

Первый эффект - это крупномасштабное явление, связанное с мощными высокогорными ветрами, называемыми струйными потоками средней широты, которые управляют сильной устойчивой погодой с запада на восток в Европе, Азии и Северной Америке. По словам Туэля, модели показывают, что «одна из сильных сторон, которые происходят с изменением климата, заключается в том, что по мере повышения глобальной температуры вы будете увеличивать силу этих среднеширотных струй».

Но в Северном полушарии эти ветры сталкиваются с препятствиями, с горными хребтами, включая Скалистые горы, Альпы и Гималаи, и они вместе создают своего рода волновую картину этой устойчивой циркуляции, что приводит к чередованию зон более высокого и более низкого давления воздуха. Высокое давление связано с чистым, сухим воздухом, а низкое давление - с более влажным воздухом и ливневыми системами. Но когда воздух становится теплее, эта волновая картина меняется.

«Случилось так, что география того, где находится Средиземное море и где находятся горы, влияет на характер воздушного потока высоко в атмосфере таким образом, что создает область высокого давления над Средиземным морем», - объясняет Туэль. Эта область высокого давления создает сухую зону с небольшим количеством осадков.

Однако сам по себе этот эффект не может объяснить прогнозируемое средиземноморское высыхание. Это требует добавления второго механизма, уменьшения разницы температур между сушей и морем. Эта разница, которая помогает стимулировать ветры, также будет значительно уменьшена изменением климата, потому что земля прогревается намного быстрее, чем моря.

«Что действительно отличается от Средиземноморья по сравнению с другими регионами, так это география», - говорит Туель. «По сути, у вас есть большое море, окруженное континентами, которого на самом деле больше нет нигде в мире». В то время как модели показывают потепление окружающей суши на 3-4 градуса Цельсия в течение ближайшего столетия, само море будет нагреваться только примерно на 2 градуса или около того. «По сути, разница между водой и землей со временем уменьшается, - говорит он.

Это, в свою очередь, усиливает перепад давления, добавляя к области высокого давления, которая управляет циркуляцией ветра по часовой стрелке, окружающей Средиземноморский бассейн. И из-за особенностей местной топографии, прогнозы показывают, что две области, наиболее пострадавшие от тенденции к высыханию, будут в северо-западной части Африки, включая Марокко, и в восточной части Средиземноморья, включая Турцию и Левант.

Исследователи утверждают, что эта тенденция - не просто прогноз, но уже стала очевидной в последних климатических тенденциях на Ближнем Востоке и в западной части Северной Африки. «Это области, в которых мы уже обнаруживаем снижение осадков», - говорит Элтахир. Возможно, что уменьшение количества осадков в уже пересохшем регионе, возможно, даже способствовало политическим волнениям в регионе, говорит он.

«Мы фиксируем данные наблюдений за выпадением осадков, что в этой восточной части уже выпало значительное количество осадков», - говорит Элтахир. По его словам, тот факт, что базовые физические процессы теперь поняты, поможет обеспечить серьезное отношение к этим прогнозам со стороны специалистов по планированию в регионе. По его словам, это обеспечит гораздо большую уверенность, позволив им «понять точные механизмы, с помощью которых это изменение произойдет».

Eltahir работает с правительственными агентствами в Марокко, чтобы помочь им перевести эту информацию в конкретное планирование. «Мы пытаемся принять эти прогнозы и посмотреть, как это повлияет на доступность воды», - говорит он. «Это потенциально окажет большое влияние на то, как Марокко планирует свои водные ресурсы, а также на то, как они могли бы разработать технологии, которые могли бы помочь им смягчить эти воздействия за счет лучшего управления водой в полевых масштабах или, возможно, за счет точного земледелия с использованием более высоких технологий». "

Работа была поддержана совместной исследовательской программой Universite Mohamed VI Polytechnique в Марокко и MIT.