Ураган века в Крыму и Сочи: что это было и станет ли новой нормой

В конце ноября 2023 года сперва на западное побережье Крыма, а затем и на другие области России обрушилось наступающее море: волны необычайной высоты проникли в окна домов близ берега, подмыли железную дорогу к Сочи и ворвались на нижние этажи комплексов отдыха. Многие прибрежные автодороги залило так, что люди разворачивались и ехали обратно. Только в Крыму ущерб, по первым оценкам, уже превысил 1,3 миллиарда рублей. СМИ быстро окрестили случившееся «штормом века», и если брать его территориальный охват, то это действительно так.

И в то же время — не так. Число жертв оказалось сравнительно небольшим — четверо человек. Аналогичное явление куда меньшего масштаба в 1969 году убило в Краснодарском крае 186 человек. Причем некоторые его описания весьма напоминают видео, заполонившие ютьюб в 2023 году:

«В порту Темрюк плавали перевернутые суда, некоторые из которых оказались в Курчанском лимане [то есть заброшенными глубоко в сушу], а одно было выброшено на берег под городом. Удар был такой силы, что железнодорожное полотно от пос. Замосты до порта Темрюк с рельсами и шпалами протяженностью в 2,5 км было закручено в спираль и переброшено через автодорогу на деревья возле реки Кубани…»

Более того: и события 1969 года не были уникальны. Продолжим ту же цитату: «Но хочу сказать, что в сравнении с февралем 1914 года это (не сочтите за цинизм!) „были цветочки”. Тогда — только себе представьте — сплошная масса нагонной воды залила весь берег моря от Керченского пролива до Ейска! Наш Темрюк и даже Ейск были частично разрушены волнами. Жертвы были невероятны — погибло тогда около трех тысяч человек! Только на Ачуевской косе водяной вал смыл почти 1500 человек. Из 200 железнодорожных рабочих, унесенных в море вблизи Приморско-Ахтарска, спаслось всего около 50 человек…

И таких случаев насчитываются десятки только лишь за время научных наблюдений. За период с 1739 года, по учтенным данным, в акватории Азовского моря 28 раз формировалась сгонно-нагонная волна, вызывая разрушения и человеческие жертвы на объектах и в прибрежных населенных пунктах. Из них восемь случаев водяного удара пришлись на Юго-Восточное Приазовье и Темрюкский залив».

Итак, за 300 лет — примерно три десятка таких случаев, причем только в прошлом веке от них погибли тысячи человек. И надо понимать: очень вероятно, что и до 1739 года что-то такое происходило, просто в регионе не было властей, склонных вести письменную фиксацию необычных событий.

Что это было — и в этом году, и в 1969-м, и в 1914 годах (и ранее)? О каких сгонно-нагонных явлениях говорят метеорологи наших дней и исторические хроники прошлого?

Нагон и давление

Часто такие вещи называют «штормовым приливом» и несколько упрощенно объясняют тем, что ветер с моря гонит волны на сушу. Мол, когда берег достаточно плоский, или море (или залив) заканчивается узостью, такой штормовой нагон и вызывает слишком высокие волны, заливающие сушу на много километров: в 1969 году до 17 километров от моря.

Физически это не совсем так. То есть да, ветер действительно играет в этом роль, но важнейшим фактором, в том числе и в образовании ветра с моря, здесь следует назвать другой. «Морской энциклопедический справочник» определяет ситуацию иначе:

«Подъем уровня моря у побережья в результате действия сильного ветра и статического эффекта атмосферного давления, вызывающего повышение уровня воды около одного сантиметра на один гектопаскаль падения давления при прохождении циклона. В зависимости от конфигурации береговой черты, преобладающих глубин в прибрежной зоне и фазы астрономического прилива общий подъем уровня может достигать семи метров и более, что приводит к катастрофическим наводнениям на побережье. Совместное действие ветра, волн и ветровых течений вызывает размыв берегов, проседание почвы с разрушением построек, засоление сельскохозяйственных земель. Зона затопления может достигать нескольких сот квадратных километров, а вода проникать вглубь суши на 50-70 километров. В районах с плохим стоком высокая вода стоит до нескольких суток. При выходе тропических циклонов на сушу наибольший подъем уровня воды отмечается справа (в Северном полушарии) от пути циклона [эффект Кориолиса]. Слева, где ветер дует от берега, наблюдается понижение уровня (до трех метров), что сильно затрудняет навигацию и может привести к посадке судов на мель».

Эту классическую картину мы наблюдали и в этом ноябре: у херсонского побережья России, находившегося слева от пути циклона, произошел «сгонный отлив», обнаживший морское дно на 100 метров от берега.

Напротив, справа от пути циклона — на западном берегу Крыма или близ Сочи — наблюдался сильный подъем воды.

Перепады атмосферного давления, как нам традиционно рассказывает научпоп, не влияют на людей: метеозависимости, год за годом повторяют многие СМИ, не существует, иначе бы мы чувствовали себя плохо просто при подъеме на лифте. Реальность не такова даже для отдельного человека.

Любой, кто попробует сделать интенсивные длительные упражнения сразу после подъема на лифте хотя бы на несколько сот метров, знает это и так. Да и водители, ездящие в горной местности, в курсе, что после быстрого спуска лучше «позевать», иначе возможны и «заложенные уши», и другие неприятные спецэффекты. В то же время для здорового человека без серьезных физнагрузок разница действительно бывает малозаметной.

Не то с крупными природными системами: для них перепады давления часто играют огромную роль. Причем играют зачастую по одному и тому же сценарию: над еще теплым после лета морем воздух не очень холоден (и насыщен водяным паром), а над сушей — уже сильно охлажденный и сухой. Большой перепад температур ведет к большой разнице в давлении: ведь чем теплее и влажнее, тем больше плотность воздуха. Разница между его плотностью над Москвой и над Сочи на практике иной раз достигает десятка процентов.

В итоге в 2023 году циклон, двигаясь от Черного моря вглубь континента, действительно дал и существенную разность давлений, и серьезный ветер. А если над одной частью водного бассейна давление будет ниже, чем над другой, то вода в этой первой части неизбежно начнет подниматься.

Надо сказать, что при всей силе черноморских и азовских нагонов они намного, намного слабее того, что творится иной раз в тропической зоне. Достаточно вспомнить нагон от циклона Бхола в 1970 году. Статистика учета жителей на побережье Бенгальского залива была тогда поставлена неважно, поэтому сколько именно людей погибли в тот раз, неизвестно. Минимальные оценки — 300 тысяч, максимальные — 500. Такие большие цифры — результат очень большой протяженности и очень высокой плотности населения в этой части побережья океана. 

Правда ли, что из-за глобального потепления это теперь норма?

Российские климатологи настроены вполне однозначно: глобальное потепление делает такие события все чаще и чаще. Процитируем исполняющего обязанности директора Института физики атмосферы имени Обухова РАН Владимира Семенова:

«Прошедший циклон, конечно, еще предстоит исследовать, чтобы определить роль глобального потепления в данном случае. Для этого ученым будет нужно использовать климатические модели. Однако даже без этого понятно, что при потеплении климата испарений с поверхности океана будет больше, и циклоны такого типа будут более разрушительными. В последние годы на планете увеличивается температура воздуха, растет температура морей и океанов, в том числе Черного и Средиземного морей — основных источников влаги в Черноморском регионе. Так что тенденция к более интенсивным циклонам укладывается в концепцию глобального потепления.

Приведу такой пример. Когда мы исследовали причины экстремальных осадков, которые привели к сильнейшему наводнению в Крымском районе Краснодарского края в 2012 году, выяснилось, что эти экстремальные погодные проявления действительно были вызваны глобальным потеплением. Мы смоделировали циклон, который прошел тогда над Крымском, в температурных условиях 2012 года и 1980-х годов, и стало очевидно, что в прошлом точно такой же циклон не вызвал бы таких разрушительных последствий».

То, что глобальное потепление усиливает циклоны, ведущие к ураганам (а также, напомним, к нагонным штормам), — мнение не одного только Семенова. Точно так же предсказывает усиление ураганов и заместитель директора того же института Александр Чернокульский. В сходном ключе высказывается Александр Иопша из Южного федерального университета.

Это точка зрения интуитивно кажется близкой и понятной. В самом деле: больше тепла над морями — сильнее будут циклоны. Те ведь в конце концов лишь вращающиеся вокруг «глаза» с пониженным давлением атмосферные вихри.

К счастью, это точка зрения с высокой вероятностью неверна.

Почему последние научные работы на Западе констатируют, что глобальное потепление не усиливает ураганы?

Дело в том, что физика атмосферы весьма сложна. От этого попытки понять, что в ней будет происходить, затруднены. Обычно для этого создают модели, описывающие атмосферные процессы. Однако у этих моделей регулярно не получается воспроизвести реальности. Например, в 2021 году выяснилось, что в Арктике теплеет вчетверо быстрее, чем на планете в целом, а никакая существующая климатическая модель не показывает такое событие как вероятное.

Другой пример: из палеоклиматологических данных известно, что в недавнем прошлом климат был куда теплее, чем сегодня. Но попытки построить модель, которая показывала бы такое же распределение температур, как фиксируется в этом прошлом, не удаются. Скажем, два миллиона лет назад в самой северной точке Гренландии — а заодно и земной суши — рос смешанный лес, рядом с ним плескалось море, в котором жили кораллы. И это в момент, когда температура на планете в целом была такой же, как будет на Земле во второй половине XXI века. Модели не показывают для двух миллионов лет назад такой картины распределения температур, которая требуется для кораллов и смешанных лесов там.

Точнее, их можно заставить такое показывать, если начать «руками» вводить туда внешние переменные, не вытекающие из такой модели. Так, в 2021 году ряд исследователей смогли «воспроизвести» в модели климат недавнего прошлого планеты. Но если вводить в модель руками те или иные дополнительные параметры (не следующие из нее самой), то, в принципе, можно получить любой результат. Плохо только то, что предсказательная ценность таких моделей в отношении грядущего будет примерно нулевой: ведь будет неясно, какими в будущем станут те переменные, что в нее «ввели руками».

Поэтому часть климатологов полагают, что для понимания будущего стоит ориентироваться не только на то, что происходит исключительно внутри моделей, но и на то, как обстоят дела в реальной жизни. И — хотя у этой точки зрения есть и противники — если исторический опыт показывает то, чего в модели нет, ориентироваться следует на этот опыт.

Именно так поступили авторы двух научных работ в Nature Climate Change и в Geophysical Research Letters. Они попробовали выяснить: а что, собственно, реально происходит с циклонами за время наблюдаемого глобального потепления? Напомним: за 1970-2020 годы оно составило примерно один градус. А это значит, что примерно половина всего глобального потепления XX-XXI веков, о котором нас предупреждают как о глобальном бедствии, уже случилась. Если потепление вообще реально делает циклоны чаще или сильнее, они должны стать чаще и сильнее уже сейчас.

Авторы работы в Nature Climate Change, однако, обнаружили прямо противоположную вещь: частота тропических циклонов в период глобального потепления сокращается. Причем весомо: их сейчас в среднем на 13 процентов меньше, чем до потепления. Особенно серьезный спад — с 1950-х, то есть как раз в эпоху максимального потепления. Скажем, если в XIX веке происходило около сотни тропических циклонов по всему миру, то к нашим дням их число упало до 80 с небольшим.

Ученые считают причиной этого как раз потепление: оно вызывает рост сухости средних слоев тропосферы и усиление ветрового сдвига. Оба фактора блокируют образования циклонов в части тропиков уже сейчас, и, по мнению исследователей, будут делать это еще сильнее в будущем, когда мир станет еще теплее.

Откуда же брались идеи, что их число растет? Частью — из моделей (впрочем, авторы замечают, что и многие модели показывают сокращения числа циклонов при потеплении), а частью — из того факта, что европейские и американские ученые ближе всего к Северной Атлантике (и большинство работ писали именно по циклонам этой части мира). А это единственный из семи регионов, где тропические циклоны стали чуть чаще. Правда, за счет местных долгопериодических колебаний частоты, то есть в будущем их число снова снизится.

Важно не только количество, но и качество. Но и здесь тенденция та же: энергия циклонов убывает, а никак не растет. Вероятно, здесь поработали те же причины, что и для первой работы: условия, принесенные глобальным потеплением, менее благоприятны для формирования как циклонов вообще, так и особо мощных циклонов в частности.

В самом общем плане причиной их убывания может быть снижение разности температур между низкими и высокими широтами на Земле (а глобальное потепление неизбежно резко сокращает эту разность).

Почему российские климатологи этого не знают и прогнозируют иное? Трудно сказать. Свою роль могли сыграть два фактора. Во-первых, у российских ученых, в отличие от западных, нет собственных исследований частоты циклонов по всему миру. Во-вторых, в их отсутствие они судят по вопросу во многом по западным СМИ. Те, как и положено прессе, охотно тиражируют любые новостные поводы о росте каких-либо угроз, но неохотно — об их снижении. Естественно, что и у многих в таких условиях формируется мнение, что частота и сила циклонов и вызываемых ими ураганов — а равно и нагонных явлений — растет.

Значит, все хорошо и можно успокоиться?

На первый взгляд все это звучит оптимистично: раз не будет роста силы циклонов, нагонные явления тоже не будут становиться ни чаще, ни сильнее. Кажется, событие ноября 2023 года стоит в том же ряду: оно выглядит зрелищно, но убило на порядки меньше людей, чем его аналоги в 1969-м или тем более 1914 году.

Что ж, в каком-то смысле это так. Но на деле расслабляться может быть рано. Дело в том, что еще в прошлом веке советский климатолог Михаил Будыко, опираясь на палеоклиматические данные, заметил: при каждом глобальном потеплении Каспийское море становится больше. Иной раз — кратно больше. Его уровень в последние 120 тысяч лет иногда достигал отметки на 26 метров выше современной, отчего его воды достигали Саратовской области на севере, границ Черного моря на западе и Аральского моря на востоке.

Несложно догадаться, что подобные мегаводоемы возникали не от одного только увеличения стока Волги. Как отмечал Будыко, важнейшую роль играло «затягивание» циклонов из Черного моря и вообще с запада на Каспий. Над тем возникала область пониженного давления, куда «стекались» атмосферные вихри с западного направления.

Такой сценарий с высокой вероятностью ждет нас и в XXI веке. В целом с ним можно бороться: земснаряды могут не очень дорого насыпать широкие пляжи у берегов Сочи, Крыма и Азовского моря, а на входе в последнее и вовсе можно поставить «морские ворота» по типу плотины, защищающей от нагонных штормов Санкт-Петербург.

К сожалению, сейчас расширения Каспия никто не ожидает, поэтому оно застанет нас врасплох, полностью неготовыми, и оттого не принявшими никаких защитных мер. С заметной вероятностью нагонные штормы в Азовском и части Черного моря могут стать более частым явлением, как только Каспий начнет расширяться. Станут ли они сильнее, вопрос пока менее очевидный: в теории, более частое «затягивание» циклонов не обязательно должно сочетаться с ростом их силы.

Впрочем, в конечном счете жители России в XXI веке непременно узнают ответ на этот вопрос. Если не с помощью отечественной науки, то на личном опыте.