Новый взгляд на климат: как экстремальная погода усиливает загрязнение воздуха

В течение последних десятилетий научное сообщество изучало изменение климата и загрязнение воздуха преимущественно как две отдельные проблемы. Однако сегодня становится очевидно, что их совокупный эффект представляет собой серьезную угрозу, которую существующие методы прогнозирования упускают из виду. Традиционные модели не способны точно смоделировать сложные взаимодействия между сушей, океаном и атмосферой, особенно когда речь идет о таких комплексных явлениях, как волны жары, сопровождающиеся застоем воздуха. Этот пробел в знаниях особенно опасен для густонаселенных прибрежных и городских зон, где риски для здоровья людей максимальны.

Исследовательская группа под руководством Океанского университета Китая и Университета Цинхуа представила новый подход к решению этой проблемы. В своей недавней статье, опубликованной в журнале «Frontiers of Environmental Science & Engineering», ученые доказывают, что передовые модели Земной системы сверхвысокого разрешения могут значительно улучшить симуляцию последствий экстремальных погодных явлений и загрязнения воздуха. Эта работа предлагает более детальную и точную картину экологических угроз в условиях меняющегося климата.

В своем исследовании команда углубляется в механику взаимного усиления погоды и загрязнения. Используя модели нового поколения с детализацией до километра, ученые проливают свет на процессы, которые ранее были плохо изучены, — например, на разницу в выбросах между городом и селом или на поглощение озона поверхностями. Учет этих факторов позволил исправить серьезные неточности в прогнозах: в частности, завышенные оценки концентрации озона в сильно загрязненных регионах удалось снизить в среднем на 62%.

Комплексные климатические явления, когда несколько катаклизмов происходят одновременно или последовательно, становятся все более частыми. Именно модели высокого разрешения способны уловить тонкие процессы, лежащие в их основе. Однако такие симуляции требуют колоссальных вычислительных мощностей. Чтобы решить эту проблему, исследователи предлагают интегрировать в процесс технологии искусственного интеллекта, которые могут ускорить расчеты, сохранив при этом их точность. Их работа демонстрирует огромную ценность инструментов, способных отразить сложную и нелинейную реальность нашей атмосферы.

Ведущие авторы исследования, профессора Ян Гао и Дэлян Чэнь, подчеркивают, что понимание того, как экстремальные погодные условия и загрязнение воздуха усиливают друг друга, имеет решающее значение для защиты жизней и экосистем. Они объясняют, что модели высокого разрешения позволяют выявить ранее невидимые взаимодействия, предоставляя тем, кто принимает решения, знания, необходимые для подготовки к климатическим рискам завтрашнего дня.

Поскольку число климатических катастроф растет, инструменты, способные точно определить, где и когда столкнутся экстремальная погода и пиковое загрязнение, становятся как никогда важны. Новые модели могут произвести революцию в экологическом прогнозировании, предоставив городам, прибрежным сообществам и системам здравоохранения возможность действовать на опережение. В сочетании с искусственным интеллектом эти технологии способны в реальном времени доставлять локализованные предупреждения и направлять инвестиции в климатическую адаптацию, закладывая основу для более устойчивого общества в условиях неопределенного будущего.