• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14 сентября
Институт географии РАН
427

Изменение арктического климата привело к экстремальным осадкам

4.6

При потеплении климата увеличивается интенсивность циклонов в арктическом регионе. При этом случаи сверхбольших аномалий осадков в районе Баренцева моря в холодный период связаны с адвекцией влажных воздушных масс из Атлантики. Полярные мезоциклоны, вопреки ожиданию, практически не оказывают влияния на формирование экстремальных осадков. К такому выводу пришла международная группа ученых, в состав которой входит старший научный сотрудник лаборатории климатологии ИГ РАН Татьяна Матвеева.

Изменение арктического климата привело к экстремальным осадкам / ©Getty images

Статья с результатами исследования была опубликована в высокорейтинговом журнале Atmosphere. Ученые исследовали экстремальные осадки и синоптические факторы их формирования в северо-западном секторе российской части Арктики в холодный период по данным метеорологических станций и данным реанализа ERA5. В связи с климатическими особенностями региона, под холодным сезоном для Арктики понимается период с ноября по март.

В исследовании было использовано распределение Парето, которое наилучшим образом описывает эмпирическое распределение суточных сумм осадков. Принадлежность функций распределения вероятностей к тому или другому виду дает не только собственно информацию о распределении вероятностей, но и служит важным признаком определенной физики процессов.

Гипотеза о том, что случайные величины, принадлежащие к определенной функции распределения вероятностей, обладают одинаковой природой, очень привлекательна в этом смысле. В последнее время стало популярно применять к экстремальным значениям на первый взгляд необычные термины – «черные лебеди» (согласно терминологии Н. Н. Талеба) и «драконы» (согласно терминологии Д. Сорнетта). «Черным лебедем» обозначается крупная аномалия, которая отличается от «сородичей» только своей мощностью (размером, интенсивностью, нанесенным ущербом и так далее).

С точки зрения функции распределения вероятностей, все «лебеди», в том числе черные, принадлежат к одному и тому же семейству. Это неявно предполагает и одинаковое происхождение аномалий. В рассмотренном контексте особый интерес будут вызывать аномалии, статистические свойства которых не подчиняются закону распределения, общему для всех других аномалий – это так называемые «драконы». Фактически, речь идет о том, что в популяции явлений одинаковой номенклатуры присутствуют представители разных генеральных совокупностей.

Таким образом, может быть поставлена своеобразная задача классификации экстремальных явлений по принадлежности к определенной функции распределения вероятностей. Это может служить показателем проявления иных физических механизмов и, выводя выделенную по данному признаку группу явлений из общего пула, позволяет акцентировать внимание именно на их свойствах.

В новой статье авторы ставят задачу, во-первых, выяснить, отражены ли в функции распределения вероятностей суточных сумм осадков названные выше закономерности распадения функции на различные семейства (присутствуют ли в выборке и «черные лебеди», и «драконы»), а во-вторых, установить, какие атмосферные процессы ответственны за их возникновение.

Показано, что вероятности аномалий суточных сумм осадков надежно могут быть аппроксимированы формулой Парето, однако самые крупные аномалии отклоняются от этого закона, то есть для большинства точек (как метеостанций, так и узлов реанализа) в выборке присутствуют и «черные лебеди», и «драконы». Для «драконов» соответствие с вероятностью полностью теряется, они совершенно не подчиняются базовому распределению Парето.

Было показано, что случаи «сверхбольших» аномалий осадков (так называемых «драконов») в районе Баренцева моря в холодный период связаны с адвекцией влажных воздушных масс из Атлантики в системе интенсивных циклонами полярного фронта, часто с мезомасштабными конвективными системами, встроенными в фронты. Полярные мезоциклоны, вопреки ожиданию, практически не оказывают влияния на формирование экстремальных осадков.

Этот вывод интересен также в контексте происходящих климатических изменений, которые наиболее ярко проявляются именно в высоких широтах Северного полушария. При потеплении климата увеличивается интенсивность циклонической деятельности в арктическом регионе (в частности, в баренцевоморском секторе) – в холодный период это происходит за счет перестройки региональной циркуляции, усиления меридиональных процессов при блокировании, а также из-за увеличения зоны открытой воды вследствие сокращения площади морского льда.

Рост повторяемости циклонов при изменении климата, по всей видимости, по закону положительной обратной связи приведет к трансформации вида функции распределения вероятностей экстремальных сумм осадков, поскольку «драконы» могут перейти в статус «черных лебедей».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Институт географии – старейшее в России академическое учреждение в области фундаментальной и прикладной географии
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

Позавчера, 10:39
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

Вчера, 11:40
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: