Тропические циклоны с большими скоростями ветров называют ураганами, и именно на них приходится основная часть разрушений от стихийных бедствий. Причем самая опасная часть этих событий даже не сильный ветер, а серьезные затопления, случающиеся, когда ураган достигает берега. Ученые впервые показали, что ключевой фактор, определяющий эти затопления, — пылинки из крупных пустынь.
Распределение пыли с диаметром от 10,0 до 2,5 микрометров в воздухе над Сахарой и Атлантикой, июль 2024 года / © Ventusky
В современную эпоху (в отличие от ранних, более теплых) основной механизм переноса тепла и влаги из тропических широт в умеренные — мощные циклоны. Когда скорость ветра в них превышает 120 километров в час, их называют ураганами. Однако, как ни странно, наибольшие разрушения ураганы приносят даже не ветрами. Опаснее всего осадки, начинающиеся, когда он достигает берега. Если они превышают определенное количество миллиметров в час, тут же возникают зоны затопления, где нередко гибнут люди, не говоря уже об ущербе собственности.
До 2020-х годов большинство климатологов считали, что по мере усиления глобального потепления ураганы будут становиться чаще и сильнее. Работы последних лет показали, что за период потепления количество ураганов, наоборот, снизилось, как и их суммарная энергия. Это поставило исследователей до некоторой степени в тупик, потому что было неясно, как именно рост температур и влажности воздуха в тропиках (неизбежный при потеплении) может сопровождаться снижением частоты и уменьшением общей энергии циклонов.
Часть исследователей пытались продолжать утверждать, что жертвы и разрушения от циклонов при потеплении будут увеличиваться. Они предполагали, что уж осадки от циклонов над сушей точно будут резко возрастать — на 14% для каждых двух градусов роста глобальных средних температур. Просто в силу того, что более теплый воздух может удерживать больше влаги (и больше пролить ее над сушей).
Новая работа исследователей из США, опубликованная в Science Advances, резко меняет видение этого важного вопроса. Ее авторы использовали машинное обучение для поиска любых корреляций между объемом осадков, случающихся при достижении ураганами суши, и другими измеряемыми факторами. Они использовали массив данных за 19 лет и наткнулись на очень необычную корреляцию, по силе резко превышающую влияние всех остальных.
Традиционно ученые связывали и силу циклона, и количество осадков, которые он приносит на сушу, с температурой морской поверхности. Однако новая работа показала, что эта корреляция не только не основная, но и, по сути, сама регулируется другой, более важной. Оказалось, когда количество пыли, фиксируемое спутниками над районом урагана, растет, вместе с ним растет сила осадков. Пик достигается при уровне оптической запыленности воздуха (фиксируемой спутниками) между 0,03 и 0,06. Как только запыленность становится выше 0,06, начинается обратный процесс: сила осадков начинает падать.
Авторы работы отметили, что с физической точки зрения это логично. Пылинки, которые в Атлантику поставляет почти исключительно пустыня Сахара, служат центрами кристаллизации в облаках, то есть провоцируют усиление осадков. Но если их концентрация слишком высока, они блокируют солнечный свет так серьезно, что поверхность моря в районе урагана начинает охлаждаться, отчего сам ураган слабеет. Естественно, при этом снижается и количество осадков, которое он может принести на сушу.
Новое исследование принципиально изменяет наши представления о будущем ураганов. Ранее ряд ученых уже отмечали, что в метеорологических данных последних десятилетий рост осадков от ураганов, достигающих континентов, ниже даже 3,5% на один градус глобального потепления (именно настолько потеплело на Земле за 1970-2020 годы). В то же время прогнозы обещали по 7% роста таких осадков на один градус. Разрыв между прогнозом и реальностью минимум в два раза вызывал серьезные вопросы.
Теперь его причины кажутся ясными: ранее многие научные группы отмечали, что по мере глобального потепления количество пыли, выносимой из Сахары, будет падать. Собственно, это уже во многом произошло: пики пыли от Сахары фиксировали до 1940-х и в 1970-1980-х, а с тех пор ее средняя концентрация в воздухе резко упала.
Из палеоклиматических данных известно, что в более холодные периоды истории Земли пыли из этой и других пустынь шло радикально больше, чем в нашу эпоху. Кроме того, каждое известное глобальное потепление прошлого вело к зарастанию пустынь и превращению их в саванны, в том числе в Сахаре. Разумеется, после зарастания пустыня не может служить серьезным источником пыли.
Все это означает, что в будущем современная атмосфера, и без того относительно бедная пылью, станет еще чище. Следовательно, скорость осадков от ураганов в миллиметрах в час начнет падать. И хотя они будут переносить столько же воды, сколько и раньше, из-за меньшей скорости ее выпадения на землю катастрофических затоплений станет заметно меньше.
