Тепловые волны. Почему лето 2021 побило температурные рекорды и чем это грозит

Гигантская тепловая волна накрыла не только украинскую столицу — сообщениями об экстремально жаркой погоде пестрели новостные ленты Европы и Северной Америки. К примеру, в Венгрии и на Мальте было более +40°С, в Париже — +43°С, в Фениксе на юге США — более +46°С. Жара такая, что в городе Портленде на западе США у трамваев плавятся кабеля, а в окрестностях Вашингтона трескается асфальт и шоссе перекрывают, поскольку ездить становится опасно. Наиболее поразительные новости при­шли из канадского городка Литтона на востоке от Ванкувера, где наблюдали +49,6°С. Этот город находится на примерно той же широте, что и Лондон, и температурный рекорд стал для него невероятным.

Тепловые волны случаются летом не первый год: метеорологи наблюдают экстремально жаркие температуры минимум с 2002-го. Однако особенность этого года в том, что волна жары захватила северные страны. К примеру, на севере Эстонии наблюдались рекордные +34,1°С, в Финляндии — +36,6°С. По словам Мики Рантанена из Финского метеорологического института, с 1959 года страна пересекала 33-градусный рубеж лишь дважды, и оба раза случились в последние четыре года. Общая тенденция для Северного полушария — то, что крайне жаркие периоды с каждым годом становятся все чаще и дольше по времени. В Украине, к примеру, метеорологи прогнозируют, что следующий период жары случится уже в этом месяце.

"Если вы положите лягушку в сковородку и поставите ее на огонь, она не выпрыгнет оттуда. Наоборот, лягушка будет наслаждаться, пока не зажарится до смерти. Похоже, мы, люди, делаем точно так же"

Фокус разбирался, что такое тепловые волны, как смена климата влияет на погоду и смену сезонов, чем это грозит человечеству и как уберечься от жары.

Жаркая Арктика

Тепловая волна — это не просто иносказательное выражение, чтобы обозначить летний ад, а термин. По определению Всемирной метеорологической организации, тепловая волна — это период протяженностью пять и более дней подряд, когда дневная температура выше средней на 5°C и больше. Тепловые волны формируются во время антициклонов, когда в верхних слоях атмосферы возникает область высокого давления. Из-за давления воздух из верхних слоев атмосферы попадает в ловушку — он не может двигаться выше, поэтому снижается к поверхности Земли, нагнетается и нагревается. Антициклон также не дает развиться ветру и не пускает облака, поэтому в такие периоды раскаленный воздух можно хоть ножом резать, а лучи солнца становятся особенно палящими. Чем дольше это продолжается, тем жарче становится.

Обычно антициклон заканчивается, когда приходит циклон — погодный фронт с низким давлением, приносящий с собой облака, дожди и долгожданную прохладу. В формировании циклонов важную роль играют струйные течения, узкие потоки сильного ветра на высоте от 2 до 7 км над поверхностью Земли. Именно они создают зоны турбулентности, в которые попадают самолеты. Струйные течения возникают из-за вращения Земли вокруг своей оси, они дуют с запада на восток и формируют несколько воздушных рек на земных параллелях.

За циклоны в нашем Северном полушарии отвечает арктическое струйное течение, которое в последние годы значительно меняется из-за глобального потепления. Этот воздушный поток формируется, когда сталкивается воздух разных температур — холодный арктический и горячий тропический. Однако в Арктике сильно потеплело. По наблюдениям ученых, в последние десятилетия в этом регионе данный процесс проходит в два раза быстрее, чем на всем Северном полушарии Земли. Льды Арктики тают, а вода тем временем вбирает в себя больше тепла от солнца и выделяет его в атмосферу. Что в итоге влияет на поведение арктического струйного течения, которое теряет скорость, меняет направление и не может сдвигать области высокого давления. Из-за этого создаются погодные блоки, когда антициклон задерживается дольше обычного и погода жарче.

Планета вечного лета

Глобальное потепление влияет не только на воздушные потоки, но и на смену сезонов — этот его эффект заметен людям больше всего. Зимы стали мягче и короче, весна наступает быстрее, а лето продолжается до средины сентября. Это происходит потому, что меняются базовые условия наступления того или иного сезона.

В науке есть три способа его определения — астрономический, климатический и биологический. С точки зрения астрономии сезоны меняются в зависимости от положения Земли по отношению к Солнцу — сейчас Северное полушарие к Солнцу ближе, поэтому у нас лето, а в Южном — зима, поскольку оно дальше. Пока Земля будет вращаться вокруг Солнца, астрономическое определение сезона останется неизменным. Однако меняются другие два определения, поскольку климатический и биологический аспекты сезонности тесно связаны.

Из-за глобального потепления температура на Земле поднимается, это влияет на растения, которые пробуждаются после зимы раньше и сохраняют зеленую листву дольше. Такие процессы отслеживает особый раздел биологии — фенология, в рамках которого ученые наблюдают за сезонным циклом растений и животных, проводят длительные исследования. Одно из них биологи из 12 европейских стран проводили с 1971-го по 2000 год, наблюдая за 542 видами растений и 19 видами животных. Выяснилось, что за эти 30 лет 78% растений распускаются раньше обычного и наступление весны в Европе сдвинулось вперед на шесть-восемь дней, а на юге, в Испании, и вовсе на две недели. Американские фенологи 14 лет наблюдали за кленами и березами и установили, что они стали сохранять зеленую листву дольше на десять дней.

На первый взгляд кажется, что вечное лето — это благо для человечества. Однако биологи заявляют, что нарушения сезонного цикла чреваты опасными последствиями. К примеру, если растения начнут цвести все раньше и раньше, их перестанут опылять пчелы, у которых свой жизненный цикл, а это отразится, в частности, на урожаях. Уже сейчас ученые бьют тревогу — глобальная популяция насекомых резко снижается, треть видов находится на грани исчезновения. Это повлияет на птиц и других животных, на экосистему в целом. Как отмечают авторы исследования, группа ученых из Австралии, Китая и Вьетнама, основные причины исчезновения насекомых — деятельность человека, в частности интенсивное использование пестицидов в сельском хозяйстве.

Жизнь в режиме аномалии

Размышляя о температурных рекордах, журналисты и экологи регулярно делают мрачные прогнозы о будущем климата на Земле. В новостных лентах можно встретить предсказания о том, что планета превратится в пустыню — слишком жаркую, чтобы человечество могло выжить. Однако ученые, занимающиеся вопросами глобального климата, гораздо осторожнее в прогнозах. Они говорят, что даже сейчас, после сотни лет наблюдений за климатом, еще слишком мало данных, чтобы делать однозначные утверждения. Поэтому ни пустынь в северных широтах, ни лета, начинающегося в марте, в ближайшем будущем мы, скорее всего, не увидим.

В то же время исследователи продолжают накапливать, в частности, спутниковые снимки, чтобы на их основе строить модели климатического будущего. Они сходятся в одном: из-за глобального потепления климатическая система мало-помалу разбалансируется, и это приводит к погодным аномалиям, которые мы наблюдаем. "Скорость накопления парниковых газов может привести к тому, что система будет беспорядочно колебаться и преподнесет человечеству неприятные сюрпризы", — писали еще в 2004 году Пол Эпштейн и Джеймс МакКарти из Гарвардского университета. Это значит, что периоды экстремального тепла и засушливости будут все более частыми и продолжительными.

Разбалансировка климата влияет не только на температуру, но и на количество осадков. К примеру, группа исследователей из Метеорологического центра Эксетера в Великобритании проанализировала рекордно сильный дождь, случившийся на острове в октябре 2020-го, сопоставила его с прежними осадками и пришла к выводу, что вероятность сильных дождей в последние годы повысилась в 2,5 раза, а к концу этого столетия возрастет в десять раз. Все это — из-за деятельности человека, приводящей к выбросам парниковых газов и глобальному потеплению, которое провоцирует значительное накопление водяного пара в атмосфере. Ученые прогнозируют, что сильные дожди будут случаться круглый год, а не только весной и осенью, когда осадкам положено выпадать.

Климатические права человека

С 25 июня, когда в канадском городе Литтоне случилась почти 50-градусная жара, за шесть дней умерло более 130 человек. "Я работаю в полиции 15 лет и никогда прежде не наблюдал так много внезапных смертей за столь короткое время", — комментирует ситуацию Стив Эдисон, местный сержант полиции.

Избыточная смертность от жары ежегодно увеличивается во всем мире, поэтому международные организации выделили ее в отдельную категорию и бьют тревогу — странам нужно срочно принимать меры как по адаптации к новым температурным режимам, так и сокращать выбросы, чтобы замедлить глобальное потепление. В этом году ВОЗ обновила отчет о воздействии жары на здоровье людей, в котором говорится, что избыточная смертность к 2046 году может превысить 85 тыс. случаев в странах Евросоюза, это вдвое больше нынешних показателей. Организация отмечает, что число может быть и больше, поскольку самой уязвимой группой являются люди старше 65 лет, которые составляют существенную часть стареющей Европы. Также в группе риска люди с сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями, маленькие дети и беременные женщины. Находятся под угрозой и те, кто живет в промышленных районах, где мало зелени и низкое качество жилья. По исследованиям климатологов, в таких местах температура на 7–10 градусов выше, чем по городу в целом.

Эти тенденции заставили правозащитников говорить о климатических правах человека. К примеру, Human Rights Watch отслеживает проблемы окружающей среды и то, как страны учитывают права уязвимых групп в своих экологических стратегиях. Недавно специалисты организации заявили, что в Германии не защищают климатические права беременных женщин, в то время как эта страна — чемпион Европы по выбросам в атмосферу.

Прогулка в тени

С темой жары работает не только ВОЗ, но и урбанисты, предлагающие тематические сервисы для горожан. К примеру, агентство Barcelona Regional выпустило приложение Cool Walks, которое создает различные маршруты по одному из районов Барселоны, учитывая положение солнца и затененность улиц. Приложение работает в нескольких режимах. "Кратчайший путь" предполагает самую быструю прогулку из точки А в точку Б. "Тенистая прогулка" — это быстрый маршрут, но не по самым жарким улицам. И, наконец, есть "режим вампира" — маршрут, который вовсе избегает улиц с прямым солнечным светом. Кроме того, в карте приложения есть пометки о питьевых фонтанах и заведениях, где можно укрыться в самый солнцепек.