Теплые и влажные «атмосферные реки» угрожают Антарктиде

Фото из открытых источников

В мае 2009 года на станции Принцессы Елизаветы, отдаленном бельгийском исследовательском форпосте в Восточной Антарктиде, обрушилась необычная погодная ситуация. На фоне сильного снегопада температура воздуха повысилась почти на 20°C, до –11°C. За два дня шторм выпал полметра снега в регионе, который обычно является засушливым, как пустыня.

Используя метеорологические данные со станции, метеоролог Ирина Городецкая, ныне работающая в Университете Порту, выявила еще три подобных необычных шторма в последующие месяцы. Вместе они за несколько дней выпали три четверти от нормы годового количества снега, побив рекорды. Метеорологические карты показали, как мощная область низкого давления притянула влажный воздух на юг, где область высокого давления направила его прямо к замерзшему континенту.

Эта картина, ранее никогда не описываемая в Антарктиде, очень напоминала то, что метеорологи в таких местах, как Калифорния, называют «атмосферными реками»: узкие потоки влажного воздуха, которые берут начало над тропическими океанами и переносятся на тысячи километров к суше, принося большое количество дождя или снега.

С момента появления четырех атмосферных рек в 2009 году в регионе произошло еще 30 подобных явлений. По словам Городецкой, движущей силой является изменение климата. «В более теплом воздухе уровень влажности повысится, что сделает эти реки сильнее и более частыми». Недавнее исследование, опубликованное в журнале Communications Earth & Environment, делает аналогичный прогноз. «Наши модели прогнозируют, что к концу столетия количество событий с достаточно высоким уровнем влажности, чтобы их можно было отнести к атмосферным рекам, может увеличиться вдвое», — говорит ведущий автор исследования Мишель Макленнан, метеоролог Британской антарктической службы.

Исследователи предупредили на сентябрьской встрече Королевского общества Великобритании по вопросам изменения климата в Антарктиде, что эти беспрецедентные всплески тепла и влаги могут угрожать стабильности прибрежных ледников и шельфовых ледников, уже ослабленных десятилетиями потепления. «Эти системы, похоже, все больше склонны к разрушению», — сказал Майк Бентли, геофизик из Даремского университета. По крайней мере, в одном из случаев атмосферная река, по-видимому, спровоцировала разрушение прибрежного шельфового ледника.

Городецкая продолжает изучать это явление различными способами, в том числе с помощью метеорологических зондов, запускаемых со станции Кинг Седжон в Южной Корее, расположенной на продуваемом ветрами острове к северу от Антарктического полуострова. Работа сложная, говорит она. «У нас есть специальное разрешение выходить в такую погоду. Обычно никто другой этого не делает. Нас считают чудаками на станции». Штормовой ветер может повредить метровые аэростаты еще до того, как они поднимутся в воздух. «Сложность заключается в том, чтобы запустить аэростат, не повредив его. Мы теряем много. Это очень эмоционально».

Когда ей и ее коллегам удается добиться успеха, поступают данные о необычных условиях в атмосферных реках. В Антарктиде обычно осадки выпадают в виде снега. Но когда приходит атмосферная река, частицы снега и льда могут растаять по пути, говорит Городецкая. «Переходная зона от снега к дождю может находиться на высоте 2-3 километра». Теплый, влажный воздух может распространяться далеко вглубь материка, принося сильные дожди или снег в обычно засушливые регионы, добавляет она.

Это может показаться полезным: Западно-Антарктический ледяной щит десятилетиями терял массу, причем темпы этого процесса ускорялись, поскольку ледники все быстрее сползали в море. Но в 2022 году, по словам метеоролога Кайла Клема из Университета Виктории в Веллингтоне, «мы наблюдали такое количество осадков всего лишь от нескольких экстремальных событий, что, если все это сложить, [антарктический] ледяной щит набрал массу». Однако в долгосрочной перспективе интенсивные осадки могут иметь нежелательные последствия для льда.

Верхняя часть ледяного покрова обычно состоит из фирна — снега, испещренного крошечными воздушными отверстиями, который действует как губка, впитывая любую накапливающуюся талую воду. Но большие объемы мокрого снега, как правило, замерзают, образуя твердый слой, в результате чего талая вода или дождь скапливаются, а не впитываются, говорит Бентли. Темные лужи поглощают больше солнечного тепла, чем замерзшая поверхность, что ускоряет таяние.

Если вода достигает скального основания, она может смазывать основание ледника и ускорять его скольжение к океану. Если же она скапливается в трещинах во льду, её вес может углублять и расширять их. По словам Бентли, этот процесс может подготовить прибрежные шельфовые ледники к разрушению. Возможно, именно это произошло с шельфовым ледником Конгер в Восточной Антарктиде, массивом размером с Лос-Анджелес, который внезапно распался в 2022 году.

По словам Бентли, шельфовый ледник сокращался и истончался с 2000 года. «Но его обрушение произошло после того, как в марте 2022 года атмосферная река вызвала резкое повышение температуры в Восточной Антарктиде на 45°C. В начале года площадь шельфового ледника составляла 1200 квадратных километров. Но в марте, во время этого интенсивного потепления, он просто исчез», — вспоминает Бентли.

И, что удивительно, этого не произошло без каких-либо признаков таяния поверхности. Сильные ветры во время шторма, вероятно, нанесли последний удар, заставив шельф развалиться на части, говорит Бентли. «Мы используем слово „ледниковый“ для описания медленных процессов, но это было поразительно быстро».

В 2024 году Восточная Антарктида пережила еще один очень теплый период, на этот раз в разгар зимы. «Экстремальные явления, вызванные атмосферными реками, носят временный характер. Но это длилось несколько недель», — говорит Клем. Сейчас исследователи документируют последствия и размышляют о точной природе еще одного редкого вида нарушений, которые, по-видимому, вызывают выбросы парниковых газов человеком в Антарктиде.