Новое исследование показывает, что определенные виды волн в атмосферной циркуляции могут усиливаться, а затем блокироваться на длительные периоды времени, вызывая одновременные волны тепла. Затронутые районы Северной Америки, Европы и Азии вместе производят четверть мировых запасов продовольствия.

Исследователи определили две длины волны меандров в струйном потоке в северном полушарии, которые могут вызвать массивные тепловые волны сразу в нескольких основных сельскохозяйственных регионах. Вверху, модель волны-7, которая за последние 40 лет снизила урожайность в отмеченных красным цветом областях центральной / западной Северной Америки, Западной Европы и Западной Азии. Внизу, модель волны 5, которая затронула Центральную Северную Америку, Восточную Европу и Восточную Азию.

«Мы обнаружили 20-кратное увеличение риска одновременных волн тепла в основных сельскохозяйственных регионах при наличии этих ветров глобального масштаба.- сказал ведущий автор Кай Корнхубер, научный сотрудник Института Земли Колумбийского университета. «До сих пор эта уязвимость продовольственной системы оставалась малоизученной. Во время этих событий действительно существует глобальная структура в довольно хаотичном круговороте. Колокол может звонить сразу в нескольких регионах.”

Корнхубер предупредил, что волны тепла почти наверняка усугубятся в ближайшие десятилетия, поскольку мир продолжает нагреваться. Меандры, которые их вызывают, также потенциально могут стать более выраженными, хотя это менее определенно. Поскольку продовольственные товары все чаще продаются в глобальном масштабе, любой из этих факторов может привести к нехватке продовольствия даже в регионах, далеких от тех, на которые непосредственно влияют волны тепла.

Что такое струйный поток?

Реактивный поток - это быстро движущаяся воздушная река, которая непрерывно огибает северное полушарие с запада на восток. Обычно он ограничивается относительно узкой полосой, но может изгибаться на север или юг из-за особенности, которую ученые называют волнами Россби.

Помимо прочего, эти атмосферные колебания могут вытягивать холодные воздушные массы из полярных регионов или горячие из субтропиков в густонаселенные средние широты. Колебания сильно влияют на суточную погоду. Когда они становятся особенно большими, они могут стать причиной продолжительных волн тепла, засухи или наводнений летом; или в более холодное время года - аномальные холода.

Поскольку атмосферная циркуляция Земли настолько обширна и сложна, только в последние годы ученые смогли выделить глобальные закономерности в волнах Россби. Новое исследование основывается на предыдущих открытиях таких закономерностей и связывает их с измеримыми потерями в растениеводстве.

Почему колеблется струя?

Прочесывая большие объемы климатических данных с 1979 по 2018 год, Корнхубер и его коллеги сосредоточились на двух волнах Россби с определенными длинами волн, названных волной-5 и волной-7; то есть колебания с севера на юг в реактивном потоке, которые производят 5 или 7 пиков и соответствующих впадин по окружности планеты.

Они обнаружили, что в то время как волны меньшей или большей длины, кажется, колеблются случайным образом, паттерны волны 5 и волны 7 могут объединяться в сетку симметричных, часто гораздо более крупных меандров, сосредоточенных в предсказуемых регионах. Образцы пятой волны имеют тенденцию колебаться над Центральной Северной Америкой, Восточной Европой и Восточной Азией; модели волны 7 над западно-центральной частью Северной Америки, Западной Европы и Западной Азии.

В обоих случаях результаты одинаковы: горячий воздух поднимается с юга к пикам, вызывая аномальные всплески температуры, которые могут продолжаться неделями. Это, в свою очередь, уменьшает количество осадков, сушит почву и растительность и убивает посевы в каждом регионе.

«Обычно ожидается, что низкие урожаи в одном регионе будут компенсированы хорошими урожаями в других местах.- сказал соавтор исследования Дим Куму из Института экологических исследований Университета Амстердама, который изучает волны Россби в течение многих лет. «Эти волны могут вызвать сокращение урожая одновременно в нескольких важных житницах, создавая риски для мирового производства продуктов питания.”

Коллапс производства продуктов питания и человеческая смерть

Ученые показали, что в годы, когда эти усиленные волны возникали в течение двух или более летних недель, производство зерновых снижалось на 4 процента в среднем по всем пострадавшим регионам и на 11 процентов в одном пораженном регионе. Часто следовали скачки цен на продукты питания.

Волны ударили в 1983, 2003, 2006, 2012 и 2018 годах, когда в США, Канаде, Скандинавии и Сибири было зафиксировано множество температурных рекордов. Волны убили не только посевы, но и тысячи людей, особенно в Европе и России, где кондиционирование воздуха встречается гораздо реже, чем в Северной Америке.

Такая же картина в южном полушарии?

Хотя исследование сосредоточено в основном на жарких периодах на северных пиках волн Россби, оно также предполагает, что противоположные крайности могут возникать в южных впадинах.

Исследование предвестников, проведенное Корнхубером и другими ранее в этом году, показало, что во время волн северной жары 2018 года в более южных регионах, включая Балканы и Японию, наблюдались необычайные дожди и разрушения в результате наводнений и оползней. Во время вспышки северной жары в России в 2010 году одновременное наводнение на реке Инд в Пакистане привело к перемещению миллионов людей и уничтожению посевов.

Жуткое будущее

Многие ученые считают, что волны Россби будут расти и останавливаться все чаще по мере того, как планета нагревается. Корнхубер сказал, что этот сценарий вполне правдоподобен - почти все глобальные события произошли с 2000 года - но это говорит о том, что пока недостаточно данных, чтобы сформировать консенсус по этому поводу. Несмотря на это, он сказал: «даже если частота или размер [Rossby] волны не меняются, экстремальные температуры, связанные с моделями, станут более серьезными, потому что атмосфера в целом нагревается.”

У нас светлое будущее ... Сделайте запасы, пока у вас еще не было времени..