Засухи и наводнения нарушают привычный уклад жизни, наносят ущерб экосистемам и создают нагрузку на экономику как на местном, так и на глобальном уровне. Ученые из Техасского университета в Остине решили глубже изучить эти водные аномалии, проанализировав, как они развиваются и распространяются по планете. Их работа указывает на мощную климатическую силу, которая связывает отдаленные регионы самым неожиданным образом.
Новое исследование, опубликованное в журнале «AGU Advances», показывает, что за последние 20 лет Южное колебание Эль-Ниньо (ЭНСО) – циклический климатический феномен в экваториальной части Тихого океана, включающий фазы Эль-Ниньо и Ла-Нинья, – играло ведущую роль в возникновении экстремальных изменений в общем запасе воды по всему миру. Исследователи также обнаружили, что ЭНСО имеет тенденцию синхронизировать эти экстремумы, из-за чего на разных континентах необычно влажные или сухие условия наступают одновременно.
Понимание этих глобальных закономерностей имеет реальные последствия, как отмечает соавтор исследования Бриджит Скэнлон, профессор Бюро экономической геологии при Школе геонаук Джексона. «Рассматривая глобальный масштаб, мы можем определить, какие районы становятся влажными или сухими одновременно, – говорит Скэнлон. – А это, конечно, влияет на доступность воды, производство продуктов питания, торговлю продовольствием – на все эти глобальные вещи». Когда несколько регионов одновременно сталкиваются с нехваткой или избытком воды, последствия могут затронуть сельское хозяйство, торговлю и планирование гуманитарной помощи.
Ключевым показателем климата в данном исследовании стал общий запас воды, поскольку он учитывает все формы воды в регионе: реки и озера, снег и лед, влагу в почве и подземные воды. Такой комплексный подход позволяет лучше понять, как вода перемещается и изменяется с течением времени. По словам ведущего автора Ашрафа Ратеба, доцента-исследователя из Бюро, эта работа – одна из первых, где экстремумы общего запаса воды изучаются в глобальном масштабе вместе с ЭНСО. «Большинство исследований подсчитывают количество экстремальных явлений или измеряют их серьезность, но экстремумы по определению редки. Это дает очень мало данных для изучения изменений во времени, – поясняет Ратеб. – Вместо этого мы изучили, как экстремумы связаны пространственно, что дает гораздо больше информации о механизмах, вызывающих засухи и наводнения в глобальном масштабе».
Для оценки общего запаса воды ученые использовали гравитационные измерения со спутников НАСА GRACE и GRACE Follow-On (GRACE-FO). Эти данные позволяют обнаруживать изменения в массе воды на территориях шириной около 300–400 километров. Команда классифицировала влажные экстремумы как уровни запасов воды выше 90-го процентиля для данного региона, а сухие – ниже 10-го процентиля. Анализ показал, что необычная активность ЭНСО может одновременно приводить к экстремальным условиям в удаленных друг от друга частях света. В одних регионах Эль-Ниньо связан с засухами, в то время как в других те же засушливые условия ассоциируются с Ла-Нинья. Влажные экстремумы, как правило, следуют противоположной схеме.
Исследователи приводят несколько ярких примеров. В середине 2000-х годов Эль-Ниньо совпал с сильной засухой в Южной Африке. Другое событие Эль-Ниньо было связано с засухой в Амазонии в 2015–2016 годах. Напротив, Ла-Нинья в 2010–2011 годах принесла исключительно влажные условия в Австралию, юго-восточную Бразилию и Южную Африку. Помимо отдельных событий, исследование выявило и более широкий сдвиг в глобальном поведении водных ресурсов примерно в 2011–2012 годах. До 2011 года в мире чаще наблюдались необычно влажные условия, а после 2012 года стали преобладать засушливые экстремумы. Ученые связывают это изменение с долгосрочным климатическим циклом в Тихом океане, влияющим на то, как ЭНСО воздействует на мировые водные запасы.
Поскольку данные со спутников GRACE не были непрерывными (включая 11-месячный перерыв между миссиями в 2017–2018 годах), команда использовала вероятностные модели для восстановления пропущенных периодов. Несмотря на то что спутниковые записи охватывают всего 22 года (2002–2024), они показывают, насколько тесно связаны климатические и водные системы Земли. «Они действительно улавливают ритм этих больших климатических циклов, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, и то, как они влияют на наводнения и засухи, с которыми мы все сталкиваемся, – говорит Джей Ти Ригер из Лаборатории реактивного движения НАСА, не участвовавший в исследовании. – Это не просто Тихий океан, который живет своей жизнью. Кажется, все, что происходит там, в конечном итоге влияет на всех нас здесь, на суше».
По словам Бриджит Скэнлон, полученные результаты подчеркивают необходимость переосмыслить то, как общество говорит о водных проблемах. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на дефиците, по ее мнению, крайне важно научиться планировать свою жизнь в условиях резких колебаний между избытком и недостатком воды. «Мы часто слышим мантру о том, что у нас заканчивается вода, но на самом деле проблема заключается в управлении экстремумами, – заключает Скэнлон. – А это уже совсем другой посыл».
