Когда в начале июня 2024 года на юге Китая (ЮК) начались катастрофические ливни, событие, привлекшее внимание всего мира из-за своих разрушительных последствий, правдоподобного объяснения этому явлению еще не было предложено. Исследование было вдохновлено результатами международного проекта «Глобальные обмены энергией и круговорот воды/Влияние инициализированной температуры поверхности суши и снежного покрова на субсезонные и сезонные прогнозы» (GEWEX/LS4P), который выявил запаздывающую связь между весенними температурами суши над Тибетским нагорьем (ТН) и летними осадками в Восточной Азии. В частности, результаты показали, что когда на ТН наблюдалась теплая/холодная весна, в Южном Китае (ЮК), вероятно, будет влажное/сухое лето, соответственно.
Изучив рекордно высокие весенние температуры суши над ТН в 2024 году — самую теплую весну на ТН с 1980 года, — исследователи предположили, что это экстремальное потепление ТН и последующие сильные дожди в ЮК соответствуют гипотезе LS4P. Это исследование было инициировано во время Открытой научной конференции GEWEX 2024 года (7-12 июля) в Японии. Группа ученых, участвующих в проекте LS4P, включая экспертов из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), Института физики атмосферы Китайской академии наук (IAP/CAS), Китайского метеорологического управления (CMA), Междисциплинарного центра наук о системе Земли (ESSIC) при Университете Мэриленда, Колледж-Парк, и других учреждений, добровольно сотрудничали в ответ на инициативу сопредседателя LS4P профессора Йонканга Сюэ из UCLA. Их целью было предоставить своевременное объяснение для научного и общественного сообщества.
Для этого исследования использовалась модель системы Земли (ESM), разработанная Национальным центром экологических исследований (NCEP) и UCLA. Поскольку исследование проводилось практически в режиме реального времени во время текущего события, Ратко Васич из NCEP оказал ценную помощь в получении начальных условий для моделирования. Доктора Цянь Ли и Сянхуэй Кун из IAP Китайской академии наук оперативно подготовили все результаты численных экспериментов и провели предварительный анализ.
Одним из наиболее сложных аспектов этого исследования было воспроизведение наблюдаемых экстремально высоких температур над ТН в ESM. Первоначально ESM не смогла воспроизвести однородные экстремально теплые майские температуры над ТН и недооценила сильные июньские дожди в ЮК, демонстрируя серьезное смещение в сторону засушливости. После улучшения инициализации температуры суши для ТН, ESM успешно воспроизвела большую часть наблюдаемых аномалий температуры (Т-2м) на ТН в мае и смоделировала примерно 55% наблюдаемой аномалии осадков в июне в ЮК. Результаты прошли более строгий тест на значимость, что указывает на то, что эти результаты не были случайными.
Кроме того, эксперимент реалистично смоделировал другие наблюдаемые аномалии, включая сильные дожди в Бангладеш, где произошло необычайное июньское наводнение, о котором широко сообщалось в СМИ, а также аномально влажные условия над восточной частью ТН и южной Японией и засушливые условия над северным Китаем. В исследовании также оценивалось влияние температуры поверхности моря (ТПМ), традиционно используемой в климатических и погодных прогнозах. Результаты показали, что ТПМ в мае и июне 2024 года, с лишь умеренными аномалиями, внесла вклад в наблюдаемую аномалию осадков примерно на 17%.
Прогнозирование осадков на субсезонном и сезонном (S2S) временных масштабах для поздней весны и лета, которое включает в себя значительное количество экстремальных гидроклиматических явлений, в течение многих лет оставалось упорно низким по точности. Чтобы решить эту постоянную проблему, Всемирная метеорологическая организация (ВМО) запустила совместный проект S2S Prediction, направленный на улучшение прогнозов на срок от 2 недель до 3 месяцев. Среди различных факторов инициализация и конфигурация суши были определены как одна из ключевых областей, способных значительно улучшить прогнозы S2S. Хотя многие переменные суши, такие как альбедо, влажность почвы, снежный покров и растительность, использовались для климатических и погодных прогнозов с 1970-х годов, эффект памяти температуры суши на прогнозы в значительной степени недооценивался до появления LS4P. Это удивительно, учитывая, что измерения Т-2м имеют самое высокое качество среди переменных суши, с самыми длинными метеорологическими наблюдениями, глобальным охватом и плотными сетями измерений.
Группа LS4P, включающая многие из ведущих мировых центров прогнозирования и исследования климата и погоды, добилась больших успехов в демонстрации критической роли аномалий температуры суши в высокогорных районах в прогнозах S2S. Они опубликовали множество рецензируемых статей в этой области. Профессор Сюбинь Цзэн, сопредседатель GEWEX, подчеркнул, что это представляет собой значительный вклад GEWEX в прогнозирование S2S, которое является сложной с научной точки зрения задачей и имеет большое значение для общества. Доктор Аарон Бун из Meteo France утверждает, что эта работа открывает новые возможности для улучшения прогнозирования S2S для оперативного применения, что становится все более важным, учитывая растущую частоту аномальных метеорологических явлений, наблюдаемых во всем мире.
Несмотря на свою перспективность, этот подход еще не получил полного признания в широком научном сообществе, где по-прежнему доминируют традиционные методы, основанные на ТПМ. Исторически часто требовались годы, чтобы определить причины катастрофических событий, связанных с климатом. Новые и интересные результаты этого исследования, выполненного в столь короткие сроки, подчеркивают надежность этого инновационного подхода. Это исследование показывает, что чрезмерное нагревание суши весной на ТН было основным фактором, вызвавшим катастрофические дожди в июне 2024 года в Южном Китае. Йонканг признал, что, хотя с этим подходом остается много нерешенных проблем, команда надеется, что их статья в Science Bulletin вдохновит на дальнейшие исследования с использованием различных методологий для улучшения прогнозирования S2S экстремальных гидроклиматических явлений и повышения осведомленности общественности о последних достижениях в этой области, сделанных учеными LS4P.
