Новое израильское исследование предупреждает, что даже передовые климатические модели с трудом улавливают ранние атмосферные предупреждающие сигналы, предшествующие экстремальным волнам жары на Ближнем Востоке. По словам исследователей, это ограничение может сократить время, необходимое для прогнозирования и подготовки, поскольку регион сталкивается со все более частыми и сильными периодами жары, сообщает TPS-IL.

Исследование, проведенное группой ученых из Еврейского университета в Иерусалиме, показывает, что, хотя ведущие модели могут воспроизводить условия аномальной жары после ее начала, они часто не учитывают ключевые физические процессы, которые провоцируют ее за несколько дней до этого. Это «слепое пятно» может привести к нехватке времени для подготовки к все более опасным периодам сильной жары.

Исследование проводилось под руководством Андре Клифа, профессора Хаима И. Гарфинкеля, профессора Дориты Росткиер-Эдельштейн и доктора Ассафа Хохмана, одного из ведущих исследователей, который рассказал пресс-службе Израиля о его последствиях.

«Наши результаты показывают, что модели CMIP6 [Coupled Model Intercomparison Project Phase 6], последнее поколение стандартизированных глобальных моделей моделирования климата, используемых в оценках Межправительственной панели по изменению климата (IPCC), достаточно хорошо отражают зрелую стадию волн жары в Восточном Средиземноморье, но они систематически недооценивают и задерживают физические процессы, которые их инициируют», — пояснил Хохман.

«В частности, они замедляют накопление приземного потепления, образование гребней высокого давления в верхних слоях атмосферы, горизонтальную адвекцию теплого воздуха и связанные с этим тропико-внетропические телесвязи», — пояснил он.

Группа исследователей проанализировала 11 современных климатических моделей, используемых Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата (IPCC), сравнив результаты моделирования с наблюдаемыми данными об атмосфере в одном из самых быстро нагревающихся регионов Земли.

Они обнаружили, что крупным аномальным волнам жары в Восточном Средиземноморье предшествует сложная цепочка атмосферных процессов, простирающаяся на тысячи километров. К ним относятся изменения циркуляции над Европой, Турцией, Индией и Северной Африкой.

«Эти системы не являются единичными случаями», — отметили исследователи, добавив, что незначительные изменения в системах высокого давления и направлениях ветра могут начаться за неделю до пика температуры.

Однако модели часто задерживали или ослабляли эти предвестники, что свидетельствует о том, что важные динамические процессы раннего предупреждения не в полной мере отражены в современных климатических моделях.

Исследователи также выявили ключевую роль усиливающегося антициклона над Турцией, который, при надлежащем представлении, повышает точность модели при моделировании интенсивности аномальной жары.

Еще одним важным открытием стала обнаруженная на большом расстоянии атмосферная связь между южноазиатским муссоном и волнами жары в Восточном Средиземноморье, которую ни одна из исследованных моделей не смогла воспроизвести.

«Мы не можем количественно оценить конкретное увеличение времени прогнозирования, — сказал Хохман, — однако отсутствующие сигналы-предвестники появляются за 7–10 дней до начала волны жары в наблюдениях, в то время как модели сходятся к наблюдаемой эволюции только в течение последних 2–3 дней перед событием».

«Это позволяет предположить, что улучшение представления этих физических процессов потенциально может расширить возможности прогнозирования на субсезонном уровне, хотя точный выигрыш следует количественно оценить в специализированных исследованиях прогнозирования».

Он добавил, что полученные результаты имеют значение как для краткосрочного, так и для долгосрочного прогнозирования.

«Хотя многие модели CMIP6 достаточно хорошо воспроизводят исторические статистические данные о волнах жары, наше исследование показывает, что зачастую они делают это по неверным физическим причинам, при этом компенсирующие ошибки маскируют недостатки в лежащей в основе динамике. Это означает, что уверенность в будущих климатических прогнозах должна зависеть не только от того, воспроизводят ли модели наблюдаемое потепление, но и от того, правильно ли они моделируют физические механизмы, ответственные за развитие волн жары», — сказал он.

Исследователи предлагают основанную на процессах структуру для оценки климатических моделей, фокусируясь на том, воспроизводят ли они динамику атмосферы, лежащую в основе экстремальных явлений, а не только температурные показатели.

Хохман сказал, что следующим шагом станет усовершенствование этих диагностических методов и их интеграция в системы разработки моделей и прогнозирования.

Результаты исследования были опубликованы в рецензируемом журнале Weather and Climate Extremes.