Чтобы решать проблемы экстремальных погодных явлений и нехватки воды, ученые изучают ?невидимые реки?

На поверхности земли есть обычные реки, которые обеспечивают местных жителей средствами к существованию и поддерживают биоразнообразие, а вот по небу текут реки невидимые, и они переносят больше водяного пара, чем все реки на планете вместе взятые. Эти магистральные пути переноса влаги — так называемые атмосферные реки — оказывают огромное влияние на погоду и характер осадков во всем мире.?

Изменение климата и деятельность человека влияют на свойства атмосферных рек, что ведет к изменению их траектории и таким экстремальным погодным явлениям, как наводнения, бури и засухи. Изучение изотопов в атмосферных реках может помочь нам понять и отследить их передвижение, что позволит с большей точностью предсказывать погоду и экстремальные погодные явления.

Что такое атмосферные реки?

Атмосферные реки — это естественно возникающие полосы концентрированного водяного пара длиной в тысячи километров, проходящие через атмосферу Земли. Они образуются, когда вдоль экватора испаряется сильно нагретая солнцем морская вода. Ветром водяной пар относит к полюсам, что создает ?реки в небе?, которые обычно ?текут? не выше 3000?метров над землей — это примерно треть высоты Эвереста. Достигая побережья, атмосферные реки поднимаются вверх, а?приближаясь к горам, проливаются в виде дождя и снега.

Атмосферные реки обеспечивают пресной водой многие регионы мира, особенно прибрежные. В Калифорнии, на западном побережье Соединенных Штатов Америки, атмосферные реки являются источником около половины годового объема осадков, которые необходимы для заполнения водохранилищ и ведения сельского хозяйства. На них также приходится 30–60%?годового объема осадков на?побережье восточного Китая, Корейского полуострова и на западе Японии.

Влияние изменения климата

По мере повышения температуры на планете в атмосфере накапливается все больше влаги, в результате чего вода, накопленная в атмосферных реках, проливается более частыми и обильными осадками. Во многих прибрежных регионах Восточной Азии на это явление приходится более 80%?сильных дождей.

?По мере потепления климата экстремальные погодные явления становятся все более интенсивными, и многие из них связаны с атмосферными реками?,?— рассказывает Джули Калански, заместитель директора Центра западных погодных и водных экстремальных явлений при Скриппсовском институте океанографии.

Вместе с тем атмосферные реки перемещаются от экватора к полюсам. Они становятся менее распространенными в субтропических регионах, которые сегодня сталкиваются с сокращением запасов воды и засухой, в то время как в других регионах?— например на северо-западе Тихого океана, в Европе и Арктике?— выпадают более обильные осадки и чаще происходят наводнения.

Роль изотопов

?Каждый год характеристики атмосферных рек сильно меняются, поэтому предсказать количество связанных с ними осадков трудно, — объясняет Калански. — Такая непредсказуемость сезонных осадков создает серьезные проблемы для управления запасами воды?.

Для изучения влияния изменения климата на атмосферные реки ученые используют стабильные изотопы?— нерадиоактивные формы атомов. Эти методы позволяют определять источники водяного пара, расстояние, преодолеваемое им в атмосфере, место выпадения в виде осадков и связь с круговоротом воды. Эта информация может быть использована, чтобы прогнозировать экстремальные погодные явления и смягчать их последствия, определять риски наводнений и управлять водными ресурсами, особенно в период засухи.

В рамках нового проекта координированных исследований МАГАТЭ изотопные индикаторы интегрируются в гидрологические и климатические модели, чтобы отслеживать и моделировать перемещения воды в различных состояниях и ее изменения в ходе круговорота воды.

?Данные, которые мы получим в рамках этого проекта исследований, помогут оценить растущие риски наводнений, засух и дефицита воды, — объясняет руководитель секции изотопной гидрологии МАГАТЭ Джоди Миллер. — Кроме того, благодаря проекту страны смогут разработать стратегии по снижению рисков, совершенствовать методы управления водными ресурсами и повышать устойчивость к изменению климата?.

?Мы используем данные об изотопах водяного пара, чтобы повысить точность прогнозов погоды, — рассказывает участник проекта Кэй Йосимура, профессор Института технических наук Токийского университета. — Благодаря данным об?изотопном составе, которые особенно актуальны для средних широт, можно будет с большей точностью предсказывать пути переноса влаги и характер осадков, связанных с атмосферными реками?.

Проект осуществляется на основе данных Глобальной сети ?Изотопы в?осадках??(ГСИО), которая в течение 65?лет отслеживает осадки на более чем 1000?станциях мониторинга по всему миру. Данные ГСИО можно использовать для?анализа происхождения, характера осадков, связанных с атмосферными реками, и путей их перемещения, что позволит лучше изучить динамику их свойств в условиях потепления климата.