Недавние январские наводнения 2023 года, произошедшие в Калифорнии, были вызваны атмосферным явлением чрезвычайной интенсивности: атмосферными реками. Об этом природном явлении рассказал ученый-гляциолог Винсент Фавье (Университет Гренобль-Альпы). Источник: The Conversation.
Для таких рек характерны очень интенсивные потоки влаги в нижней части атмосферы, то есть в тропосфере (примерно первые 10 км всей атмосферы), которые текут почти линейно, будто бы следуют по руслу воображаемой реки.
Атмосферные реки сопровождаются сильными ветрами и очень обильными осадками. В Калифорнии, где это явление было описано первоначально, такие ливни вызывают разливы рек, а волны и штормовые нагоны с моря усугубляют наводнения в прибрежных районах.
Тем не менее их влияние также сильно и в Европе. Внетропический циклон «Алекс» в 2020-м проследовал в направлении северной Франции, и на ее юге вызвал интенсивный поток водяного пара, пересекающего Средиземное море от Гибралтарского пролива на юго-восток Франции и на северо-запад Италии. Эта атмосферная река, усиленная испарением Средиземного моря и взаимодействием с рельефом, вызвала проливные дожди и разрушительные наводнения в итальянских Лигурии и Пьемонте ночью со 2 на 3 октября 2020-го и гибель 15 человек.
Стоимость разрушений, причиненных этим атмосферным явлением странам Европы и Штатам с 2000-х, исчисляется миллиардами евро.
Несмотря на это, атмосферные реки не являются каким-то новым явлением. Они участвуют в круговороте воды, и в европейских широтах их действие достаточно хорошо известно. Но недавние исследования показывают, что атмосферные реки также существуют и в полярных регионах, оказывая значительное влияние на ледяной щит Земли.
Свирепая воздушная река
Это явление представляет собой очень интенсивный атмосферный поток, обычно проистекающий на тысячи километров в «нитевидной» форме, подобно огромной реке в небесах.
Из-за своей формы атмосферный поток движется быстро и концентрирует осадки на небольшой площади (в отличие от классических циклонов, имеющих форму больших «водоворотов» с тенденцией «размазывать» осадки на больших площадях земной поверхности). Теплый влажный воздушный поток обычно находится под воздействием восходящего движения из тропосферы и, по мере продвижения к высоким широтам, в нем развивается сильная конденсация (с образованием капель дождя и снежинок), за которой следуют интенсивные осадки.
Обильность осадков и форма переноса влажной воздушной массы оправдывает метафорическое название у данного явления – «река». Необходимо также отметить, что количество переносимой воды в виде водяного пара и мелких капель у атмосферных рек иногда превышает годовой сток крупнейших рек на поверхности нашей планеты.
Атмосферные реки могут вызывать сильные наводнения, как это было во время проливных дождей в январе 2023-го, обрушившихся на Калифорнию. Власти этого штата, похоже, были удивлены катастрофичностью событий. Однако подобные явления уже превратили в давнем прошлом безводные русла рек, спускающихся из Сьерра-Невады, в бушующие потоки.
В конце 1861-го – начале 1862-го за каких-то полтора месяца воздействие нескольких атмосферных рек превратило в США долину Сакраменто в гигантское озеро размером 400 на 30 км, опустошив города, уничтожив сельское хозяйство и погубив четверть скота в этом регионе. Однако, каким бы драматичным ни казалось американское меганаводнение 1861-1862 гг., явления схожего масштаба в этом же регионе должны происходить примерно каждые два столетия.
Атмосферные реки существовали всегда, разве что названия такого не было. Их изучение началось из-за частого катастрофического воздействия на человеческие сообщества.
Однако не все атмосферные реки вызывают большие разрушения. Большинство из них оказывают в большей степени положительное влияние на сельское хозяйство и экосистемы. Вдоль западного побережья США именно «воздушные реки» обеспечивают 30-50% дождя и снега ежегодно.
Также они являются важнейшим компонентом глобального гидрологического цикла. Например, для средних широт эти «реки» составляют примерно 90% «южного» переноса водяного пара (с юга на север в северном полушарии, с севера на юг в южном полушарии), хотя охватывают лишь 10% поверхности земного шара. Подсчитано также, что четырех-пяти атмосферных рек в каждом полушарии может быть достаточно для переноса влаги из низких широт Земли в высокие.
Влияние атмосферных рек на ледяные шапки полюсов
Первоначально исследования французских ученых были сосредоточены на «своих» широтах. Однако недавно было обнаружено, что атмосферные реки также затрагивают Антарктиду и Гренландию, встречаясь там нечасто, но играя еще более первичную роль. Ниже описываются эффекты, наблюдаемые в Антарктиде, но их влияние в Гренландии происходит аналогичным образом.
Ежегодно каждого региона Антарктиды достигают от двух до десяти атмосферных рек. Они ответственны за самые интенсивные снегопады, обеспечивая накопление снега на большей части этого континента.
С другой стороны, эти «реки» оказывают противоречивое влияние на «баланс массы» у антарктической ледяной шапки, т. е. на поступление и потерю снега в масштабах Антарктиды. Дело в том, что воздушные потоки тропического или субтропического происхождения также очень горячие. В результате своего воздействия они создают очень сильный радиаторный эффект (форма парникового эффекта). Это поступление тепла отвечает за большую часть высоких температур в прибрежных регионах Антарктиды.
Под влиянием теплых атмосферных рек развивается таяние льда на огромных плоских ледниках, застрявших в заливах по краям Антарктиды и называемых «шельфовыми ледниками».
Очевидно, что атмосферные реки обладают как положительными, так и отрицательными характеристиками как в европейских широтах, так и на полюсах. Следовательно, перспективные изменения амплитуды их направлений и интенсивности будут иметь последствия для всего мира.