В квартилях ураганы страшнее

Атлантические тропические циклоны становятся все сильнее и, как показывают последние события, уже одним своим появлением способны не на шутку испугать население прибрежных районов США. Благодаря надежным документальным данным, собранным за последние десятилетия, есть уверенность, что ураганы здесь усиливаются. Скорее всего, это связано с увеличением температуры поверхности Атлантического океана.

В то же время данных об изменении силы тропических циклонов в других регионах мира собрано до сих пор недостаточно, а имеющиеся данные обрывочны. Потому до сих пор не удавалось уверенно связать увеличение ярости циклонов с изменением температур на Земле.

Сотрудники Флоридского университета сумели преодолеть это препятствие и показать, что тенденцию к увеличению силы демонстрируют циклоны всех бассейнов – но не всякой силы.

Для этого Джеймс Элснер и его коллеги провели кропотливый анализ архивных данных спутниковой съемки за последние 25 лет. Статья ученых опубликована в последнем выпуске журнала Nature.

Оценка силы тропического шторма проводится, как правило, по силе ветра, которой тот достигает в пиковой фазе развития циклона. Однако простое измерение силы ветра и усреднение параметров циклонов за большой промежуток времени показало неизменность их количества и средней силы.

Тем не менее, очевидное увеличение числа и силы самых опасных ураганов заставило учёных проанализировать их отдельно. Элснер применил метод квантильной регрессии и смог оценить изменение силы ветров отдельно в сильных и слабых циклонах.

Как оказалось, все высшие квантили силы ветра быстро растут. Например, квантиль порядка 0,7 – то есть скорость ветра в 30% самых сильных за год ураганов – увеличивается в среднем со скоростью 3 м/c, или около 11 км/ч за десятилетие. Это очень быстрый рост. Например, категории ураганов по принятой в США шкале их силы отличают друг от друга всего 15–20 км/ч разницы в максимальной силе ветра.

Как показывает результат флоридских учёных, шажок в очередную категорию опасности «типичный» ураган совершает каждые один–два десятка лет.

И наблюдается это по всему мировому океану. Рост самых сильных ураганов (Элснер определял квантили до порядка 0,99) ещё быстрее, правда, ограничен он в основном бассейнами северо-западной Атлантики и северной части Индийского океана.

Получив этот результат, исследователи попытались увязать его с потеплением океанических вод. Элснер воспользовался измерениями поверхностных температур морей и океанов, предоставленными Центром исследования и предсказания климата имени Хэдли. Эти данные он усреднил сначала по каждому бассейну, а потом и в глобальном масштабе. Причем сделал он это отдельно для каждого сезона.

Как оказалось, повышение температуры на один градус Цельсия приводит к увеличению количества сильных тропических штормов примерно на треть.

Например, если в середине 70-х годов каждый год в мире наблюдалось в среднем тринадцать предельно сильных циклонов, то в наши дни их количество уже приближается к двадцати.

Прежде такие выводы сделать никому не удавалось не только потому, что данные о тропических циклонах, температурах морей и силе ветра были разрознены. До сих пор исследователи искали тренды в средних и медианах – параметрах, ценность которых, по мнению Элснера, сопоставима со средней температурой по больнице.

С помощью таких параметров удобно рассчитывать бюджет зарплаты крупной компании, на который не оказывают влияния ни внушительные суммы денежных компенсаций руководства, ни мизерные зарплаты технического персонала. Автоматический перенос такого метода на вычисления силы ветров тропических штормов до последнего времени не позволял окончательно убедиться в существовании взаимосвязи между температурой океана и разрушительной силой циклонов. Как оказалась, она есть, надо только захотеть её увидеть.

Чтобы выяснить сами механизмы усиления тропических циклонов при потеплении воды, учёным ещё предстоит учесть ещё уйму факторов: близость суши к району возникновения циклона, интенсивность горизонтальных воздушных потоков, распространяющих тепло, изменение температуры верхних слоев атмосферы, кориолисовы силы и многое-многое другое. Работа здесь только начинается.

Что же касается географических различий в темпах роста силы ураганов, то они, по мнению Элснера, объясняются просто различными исходными температурами.

Бассейны, бывшие в начале холоднее, нагреваются быстрее тёплых, а потому и сила штормов здесь растет быстрее. Страшно представить, что ждёт Арктику, средняя температура которой растёт в два–три раза быстрее, чем в целом по планете.