Представьте, что можно проследить путь каждой капли влаги в пространстве и времени! Вода, как известно, содержит атомы водорода и кислорода. Некоторые из них имеют особые, чуть более тяжёлые формы – изотопы. Их соотношение закономерно меняется при испарении воды с поверхности и её движении в воздухе. Это дает исследователям уникальную возможность отслеживать глобальный перенос влаги. Полученные данные служат основой для гидрологического моделирования, позволяя изучать экстремальные явления – штормы, наводнения, засухи – и прогнозировать климатические сдвиги в условиях глобального потепления.
Существуют модели, включающие изотопные данные. Однако одной схеме крайне сложно абсолютно точно воспроизвести сложную водную циркуляцию. Революционный подход использовала команда учёных: они применили ансамблевый метод, запустив 8 климатических моделей с поддержкой изотопов одновременно. Этот уникальный комплекс охватывает период с 1979 по 2023 год. Все модели стартовали с идентичными данными по ветру и температуре моря. Это позволило проверить физические границы каждой модели и убедительно показать, что усредненный результат ансамбля намного ближе к реальным климатическим данным!
Специалисты подтверждают: "Сдвиги в изотопном балансе воды – надежный индикатор изменений в переносе влаги, атмосферных течениях и конвекции. Хотя известно, что на этот баланс влияют температура, осадки и высота, сложность интерпретации снижает точность компьютерных моделей. Наше усреднение по ансамблю гораздо точнее воспроизводит изотопные профили в глобальных дождях, парах воды, снежном покрове и спутниковой информации, чем любая модель по отдельности".
За 45 лет моделирования выявлены важные тенденции: ощутимый рост атмосферного водяного пара из-за потепления и прочная связь с планетарными климатическими явлениями – такими как Эль-Ниньо, Североатлантическое и Южного полушария колебания. Эти природные циклы напрямую определяют доступность воды для миллиардов людей, формируя её многолетний баланс на планете.
"Ансамблевое моделирование – мощный инструмент, который минимизирует индивидуальные ошибки каждой системы", – отмечают исследователи. Эта работа – мировой новаторский опыт объединения нескольких моделей поддержкой изотопов в один ансамбль, давший итог, максимально близкий к реальным измерениям в природе.
Полученные знания кардинально улучшают наши возможности интерпретировать климатическую изменчивость прошлого и закладывают прочную основу для предсказания реакции глобального круговорота воды и связанных погодных условий на процесс глобального потепления. Будущее климатологии стало светлее!
Источник: scientificrussia.ru
