Ученые узнали причину возникновения экстремальных осадков в Арктике
Исследование экстремальных осадков и факторов их формирования в северо-западном секторе российской части Арктики в холодный период провела международная группа ученых, в которую входит старший научный сотрудник лаборатории климатологии Института географии РАН Татьяна Матвеева, выявило связь потепления климата с увеличением интенсивности циклонической деятельности в арктическом регионе, 14 сентября сообщае пресс-служба института.
Исследование опиралось на данные метеорологических станций и реанализа ERA5, последнего повторного анализа климата, подготовленного Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП). ERA5 предоставляет ежечасные данные о многих параметрах атмосферы, поверхности суши и моря вместе с оценками неопределенности.
Результаты исследования были представлены в статье «Экстремумы осадков и их синоптические модели в Северо-Западном европейском секторе Арктики в холодный период года», опубликованной в журнале Atmosphere. (Под холодным сезоном для Арктики понимается период с ноября по март.)
Ученые установили, что интенсивность циклонической деятельности в арктическом регионе увеличилась с потеплением климата, а случаи «сверхбольших» осадков в регионе Баренцева моря в холодный период связаны с адвекцией (горизонтальным переносом) влажных воздушных масс из Атлантики.
При этом полярные мезоциклоны (воздушные вихри), вопреки предположениям, практически не оказывают влияния на формирование экстремальных осадков.
В последнее время к экстремальным значениям стали применять необычные термины — «черные лебеди», как их назвал Нассим Николас Талеб, и «драконы» — по терминологии Дидье Сорнетта.
«Черный лебедь» — это крупная аномалия, которую от аналогичных явлений («лебедей») отличает только ее мощность (размер, интенсивность, нанесенный ущерб и др.). Согласно функции распределения вероятностей, все «лебеди», в том числе и «черные» принадлежат к одному и тому же семейству. Это предполагает одинаковое происхождение аномалий.
Аномалии, статистические свойства которых не подчиняются закону распределения, общему для других аномалий — называют «драконами».
В контексте синоптических событий такое выпадение из общего семейства может указывать на проявление иных физических механизмов, что требует акцентировать внимание именно на свойствах «драконов».
В своем исследовании ученые поставили задачу, выяснить, есть ли в функции распределения вероятностей суточных сумм осадков распадение ее на различные семейства (присутствуют ли в выборке и «черные лебеди», и «драконы»), а также установить, какие атмосферные процессы ответственны за их возникновение.
Было установлено, что апроксимация вероятности аномалий суточных сумм осадков хорошо выполняется с помощью формулы Парето, однако самые крупные аномалии отклоняются от этого закона, являясь «драконами», при том что в выборке есть и «черные лебеди», вполне вписывающиеся в общий закон распределения вероятностей.
Ученые доказали, что «драконы» — «сверхбольшие» аномалии осадков, в холодный период возникают в баренцевоморском регионе при адвекции влажных воздушных масс из Атлантики.
В контексте наблюдаемого глобального потепления, наблюдаемое в арктическом регионе увеличение интенсивности циклонической деятельности, предполагают исследователи, может привести к изменению функции распределения вероятностей экстремальных сумм осадков — «драконы» превратятся в «черных лебедей».
