Непредсказуемо быстрое потепление в горах несет риски для миллиарда жителей Земли

В горах теплеет быстрее, чем на равнинах, интенсивнее тает снег и скорее наступает сушь. Более того, в большинстве случаев потепление на больших высотах происходит более быстро, чем на низких. К такому выводу пришла международная группа исследователей, изучавшая зависимость климата от высоты над уровнем моря в горных районах в условиях антропогенного изменения климата. Они проанализировали ряды данных по температуре, осадкам, влажности воздуха, скорости ветра, облачности, уровню солнечной радиации и других метеофакторов с привязкой к местности, а также обобщили подробные исследования отдельных горных систем за 1980-2020 гг., включая Скалистые горы, Альпы, Анды и Тибетское нагорье.

Удалось выяснить, что в глобальном масштабе разница между тенденциями изменения температуры, количества осадков и снегопадов в горах и на равнинах составляет 0,21 °C/100 лет (усиленное потепление в горах), –11,5 мм/100 лет (усиленное высыхание в горах) и –25,6 мм/100 лет (усиленное таяние снега в горах) соответственно.

Вместе с тем, изменения в каждом отдельном регионе идут в разных темпах. При этом закономерности в Скалистых горах и на Тибетском нагорье в большей степени соответствуют среднемировым. Доктор Nick Pepin из University of Portsmouth объясняет: «Горы имеют много общего с арктическими регионами и претерпевают столь же стремительные изменения. Это происходит потому, что обе среды быстро теряют снег и лед, значительно меняются экосистемы. Чем выше в горы, тем сильнее могут проявляться изменения климата».

Почему?

Наиболее убедительно звучит объяснение о влиянии соотношения «снег–альбедо», то есть речь идет об отражении и поглощении солнечной радиации подстилающей поверхностью. Также движение нулевой изотермы вверх по склону зависит от изменения облачности и влажности.

Кроме того, есть и глобальные факторы – крупномасштабная циркуляция атмосферы. Всем знакомы Эль-Ниньо/Южная осцилляция (изменения температуры поверхностных вод в экваториальной части Тихого океана каждые 2-7 лет), Североатлантическая осцилляция (периодические изменения давления между Исландским минимумом и Азорским максимумом), Тихоокеанская десятилетняя осцилляция (колебания температур воды в северной части Тихого океана и у побережья Северной Америки) и другие. Установлена связь между этими колебаниями и потеплением в высокогорных районах планеты.

Итак, альбедо (отражающая способность поверхности). С отступлением снега вверх по склону поглощение солнечной радиации поверхностью растет, увеличивается прогрев, что усиливает потепление. То же самое происходит в результате миграции деревьев вверх по склону: зелень тоже поглощает солнечную радиацию.

Изменение облаков влияет на коротковолновое и длинноволновое излучение, кроме того, процесс конденсации, протекающий в них, тоже меняет скорость потепления. Более теплая и влажная атмосфера усиливает потепление на больших высотах.

Антропогенное загрязнение и тут играет непосредственную роль: мельчайшие частицы сажи обнаружены на высоте 5 000 м в Гималаях. Они поглощают солнечную радиацию, отепляя климат. Ученые считают, что эти частицы углерода могут составлять половину общего потепления в Гималаях за несколько последних десятилетий. Аэрозоли переносятся на высоты выше 10 км над Тибетом и большей частью Центральной Азии во время конвективной муссонной активности. Наличие аэрозолей может быть связано с изменением землепользования: пыль оседает на поверхности снега в горах, снижает альбедо и усиливает потепление.

В реальности на ускорение темпов нагревания высокогорных районов действует комбинация описанных выше механизмов.

Информации нет

Ученые отмечают, что для понимания и точного прогнозирования изменения климата в горных районах и его влияния на экосистемы и гидрологические параметры необходимо срочно решить проблему данных. Ведь в высокогорных районах станций наблюдений фактически нет. Из 7 297 метеостанций только 191 (3%) находятся выше 2 000 м и 54 (0,7%) - выше 3 000 м, а на высоте более 5 000 м нет ни одной станции, где наблюдения велись бы порядка 20 лет.

Большинство метеонаблюдений в высокогорных районах проводятся на станциях, расположенных в долинах, куда с гор стекает холодный воздух. Поэтому отделить «шум» от «тренда» сложно. Дистанционное зондирование – хороший вариант, но, во-первых, в горах часто наблюдается облачность, во-вторых, фото- и видеосъемка нуждается в интерпретации на земле в привязке к метеонаблюдениям, которое проводят на станциях.

NadineSalzmannиз Institutefor Snow and Avalanche Research SLF (Швейцария) объясняет, что причины малого количества данных объективны: «Горы — это суровые, труднодоступные места. Поэтому поддерживать работу метеорологических и климатических станций в таких условиях по-прежнему сложно». Поэтому неудивительно, что в моделях скорости изменения температуры и таяния снега могут быть оценены неадекватно.

Между тем, повышение пространственного и временного разрешения математических моделей, описывающих процессы, происходящие в горах, - в приоритете. Точные прогнозы критически необходимы.

Зачем нам все это нужно

Дело в том, что от горных рек, снегов и ледников зависит жизнь более 1 млрд человек в мире. Например, самые населенные страны – Индия и Китай – используют воду источников, берущих начало в Гималаях. Nick Pepin поясняет, чем грозит быстрый темп потепления: «Гималайские ледники тают быстрее, чем мы думали. Когда из-за потепления снег превращается в воду, вероятность разрушительных наводнений возрастает. Экстремальные погодные явления также становятся более частыми. По мере повышения температуры деревья и животные перемещаются выше в горы в поисках более прохладных условий. В некоторых случаях они достигают вершин и оказываются на краю пропасти. Если им некуда деваться, виды могут исчезнуть, а экосистемы - кардинально измениться».

Понимание опасности не делает жизнь легче: изменение климата упорно и безостановочно шагает по планете. Возможно, поэтому доктор Emily Potter из University of Sheffield (Великобритания) уверена, что начинать надо с заботы о климате: «Нам нужны срочные меры по выполнению климатических обязательств и значительно улучшенная инфраструктура мониторинга в этих уязвимых горных регионах».