Фермерам и городским управляющим по всему Среднему Западу необходимо знать, насколько сильными будут летние дожди, чтобы планировать посадку, внесение удобрений и управление паводковыми водами, но предсказать экстремальные дожди сложно, особенно за несколько месяцев до сезона. Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Geophysical Research Letters AGU, сообщает, что более соленая поверхность океана за тысячи миль от нас является удивительно хорошим показателем сильных летних дождей.

Сезонная погода на Среднем Западе атмосферно связана с Тихим и Атлантическим океанами, а ветры доставляют тепло и влагу в регион в разное время года. Ученые долгое время полагались на температуру поверхности моря, чтобы предсказать, как будут вести себя эти ветры и какая погода будет за тысячи километров от океана.

Но температура поверхности моря очень изменчива, особенно когда океаны теплые, поэтому прогнозы осадков, основанные на температуре, могут быть ошибочными, что не помогает фермерам, которые хотят приурочить свои посадки к дождям. Добавление данных о солености поверхности улучшает прогнозы общего количества сезонных осадков, сообщая метеорологам, сколько воды попало в атмосферу.

Когда вода испаряется из океана, она оставляет после себя соль, поэтому поверхность океана становится немного более соленой. Это испарение обусловлено крупномасштабными атмосферными явлениями, которые связаны с погодой на континентальной части США, поэтому соленость служит индикатором количества влаги, переносимой атмосферой, и характера выпадения осадков.

"Для этих сезонных погодных условий мы смотрим на океаны, потому что они накапливают гораздо больше тепла и воды, чем атмосфера", и, следовательно, определяют крупномасштабные атмосферные изменения, - объяснил океанограф Раймонд Шмитт из Океанографического института Вудс-Хоул, соавтор нового исследования.

Дистанционное зондирование и плавающие датчики предоставляют часто обновляемые данные о солености для обширных участков мирового океана, что позволяет Шмитту и его коллегам устанавливать связи между соленостью и погодными условиями.

"Оказывается, что в годы экстремальных осадков характер температуры поверхности моря просто очень разнообразен, и каждый год он меняется", - сказал Лайфанг Ли, климатолог из Университета штата Пенсильвания и ведущий автор исследования. "Соленость более надежна", - сказала она, с большей последовательностью в моделях в годы с экстремальными осадками.

Новое исследование основано на предыдущей работе по прогнозированию солености, которую Шмитт провел с Li. Шмитт уже работает с поставщиками сельскохозяйственной продукции, чтобы использовать прогнозы, основанные на солености, которые, по его словам, они сочли полезными для консультирования фермеров и улучшения других показателей.

Предчувствие летних дождей

Исследование, в частности, улучшает прогнозы величины летних экстремальных осадков на Среднем Западе, которые труднее точно предсказать, чем общее количество осадков за сезон. Ли использовал данные об осадках на Среднем Западе за период с 1948 по 2019 год и сравнил их с данными о температуре поверхности моря и солености в разных частях Тихого и Атлантического океанов за тот же период времени.

Ли, Шмитт и их коллеги обнаружили, что, включив в прогнозные модели весеннюю соленость поверхности моря в тропической части Тихого океана и субтропической части Северной Атлантики, их прогнозы для экстремальных дождей в летнее время были на 92% точнее, чем прогнозы, основанные только на температуре поверхности моря для Среднего Запада. С практической точки зрения их модели, использующие соленость, учитывали в два раза большую изменчивость количества экстремальных дождей, чем модели, использующие температуру поверхности моря.

"Взаимосвязь между температурой поверхности моря и тропическими осадками может быть сложной, особенно когда мы рассматриваем потепление океанов. Это исследование предполагает, что существует более прямая связь между соленостью поверхности моря и тропическими атмосферными процессами, которые влияют на погоду и климат в Северной Америке", - сказал Натаниэль Джонсон, метеоролог-исследователь NOAA, который не участвовал в исследовании. "Я думаю, что это очень провокационная идея, и мне нравится идея солености морской поверхности как посредника атмосферных процессов в тропиках, которые имеют важные последствия".

Проливные дожди и экстремальные ливневые явления могут ежегодно обходиться Среднему Западу в миллиарды долларов ущерба и экономических потерь. "Великое наводнение" 1993 года, которое затопило реки Миссисипи и Миссури и вызвало первоначальный интерес Шмитта к солености как к предиктору, только нанесло ущерб на сумму около 15 миллиардов долларов. Эти потери можно было бы уменьшить до менее чем половины, если бы при прогнозировании экстремальных осадков на один сезон вперед были применены предсказатели, основанные на солености. По словам Шмитта, точное прогнозирование экстремальных осадков также может помочь энергетическим менеджерам оценить спрос на летнее отопление, поскольку сухое лето, скорее всего, будет жарким, и управлять водой в гидроэлектростанциях.

ИСТОЧНИК