В последнее десятилетие окраинные моря Японии часто испытывали чрезвычайно высокие температуры поверхности моря (SSTS). Новое исследование, проведенное исследователями Национального института экологических исследований (NIES), показало, что возросшая частота экстремальных явлений потепления океана с 2000-х годов объясняется глобальным потеплением из-за индустриализации.

По данным Японского метеорологического агентства (JMA), в августе 2020 года в южной части Японии и северо-западной части Тихого океана наблюдались беспрецедентно высокие SST. Недавнее исследование, опубликованное в январе 2021 года, показало, что рекордно высокий уровень SST в северо-западной части Тихого океана, наблюдавшийся в августе 2020 года, нельзя ожидать без антропогенных изменений климата.

С тех пор JMA снова объявило, что рекордно высокие SST наблюдались вблизи Японии в июле и октябре 2021 года и с июня по август 2022 года, но остается неясным, в какой степени изменение климата изменило вероятность возникновения этих региональных экстремальных явлений потепления.

"Последствия глобального потепления неоднородны, скорее демонстрируют региональные и сезонные различия", - сказал соавтор исследования Хидео Шиогама, руководитель секции оценки рисков земной системы в Отделе земной системы NIES.

"Всесторонний анализ региональных SST за длительный период может дать количественное представление о том, насколько сильно глобальное потепление повлияло на состояние океана вблизи Японии и будет влиять на него. Это лучше информирует политиков о планировании стратегий смягчения последствий изменения климата и адаптации к ним".

В статье, опубликованной сегодня в журнале Geophysical Research Letters, определяется вклад глобального потепления в отдельные ежемесячные экстремальные явления потепления океана в окраинных морях Японии, которые в доиндустриальную эпоху могли происходить реже одного раза в 20 лет. Исследовательская группа по климату в NIES сосредоточилась на десяти районах мониторинга, используемых JMA, включая Японское море, Восточно-Китайское море, острова Окинава, восток Тайваня и Тихоокеанское побережье Японии.

Ученые подтвердили, что наблюдаемые изменения SST с 1982 по 2021 год были хорошо воспроизведены 24 климатическими моделями, участвующими в шестом этапе проекта по взаимному сопоставлению сопряженных моделей (CMIP6), за исключением региона к востоку от Хоккайдо. Затем в девяти районах мониторинга были выявлены экстремальные явления потепления океана, чтобы выявить вклад изменения климата в них.

Экстремальное потепление океана и изменение климата

"В нынешнем климате каждое экстремальное событие потепления океана связано с глобальным потеплением", - сказал ведущий автор исследования Мичия Хаяси, научный сотрудник NIES. Ученые оценили частоту возникновения каждого события в нынешних и доиндустриальных климатических условиях с января 1982 по июль 2022 года на основе климатических моделей CMIP6.

"Мы обнаружили, что вероятность возникновения почти всех экстремальных явлений потепления океана уже, по крайней мере, удвоилась с 2000-х годов по сравнению с доиндустриальной эпохой. С середины 2010-х годов он увеличился более чем в десять раз в значительных случаях, особенно на юге Японии".

Например, в июле 2022 года аномально высокие SST, наблюдавшиеся в пяти районах мониторинга, включая Японское море (Районы 1, 3), Восточно-Китайское море (районы 5, 8) и к югу от Окинавы близ Тайваня (Район 10), были идентифицированы как экстремальные явления потепления океана.

Обновленные результаты, основанные на предварительных данных, полученных с веб-сайта RRTDB NEAR-GOOS 15 сентября 2022 года (не включены в опубликованный документ), показывают, что в августе 2022 года события также были выявлены в шести районах мониторинга к югу от 35° северной широты: Восточно-Китайское море (районы 5, 8), к югу и востоку от Окинавы (районы 10, 9), юго-восточному Канто (район 7) и морям у берегов Сикоку и Токай (район 6).

"По нашим оценкам, во всех этих выявленных событиях в июле и августе 2022 года частота возникновения увеличилась как минимум вдвое из-за изменения климата и более чем в десять раз для тех, кто находится к югу от 35° северной широты, за исключением севера Восточно-Китайского моря", - заявил Хаяси.

"Последствия изменения климата для экстремальных явлений потепления океана в северной Японии начали проявляться относительно поздно по сравнению с южной Японией", - отметил Шиогама.

Увеличение глобальных выбросов аэрозолей до 1980-х годов, как правило, приводит к охлаждению поверхности Земли, что более существенно в северной части Тихого океана, особенно вблизи северной Японии, в результате крупномасштабных изменений циркуляции атмосферы. Кроме того, в северной Японии естественная изменчивость SST из года в год велика, поэтому сигнал глобального потепления был менее заметен, чем в южной Японии.

Поскольку в последние десятилетия глобальные выбросы аэрозолей сократились, охлаждающий эффект становится менее доминирующим по отношению к вызванному человеком потеплению парниковых газов. "Наше исследование показывает, - продолжил Шиогама, - что вклад изменения климата в экстремальные значения SST уже заметен за пределами естественной изменчивости даже в северной Японии при нынешних климатических условиях".

Как насчет условий океана, ожидаемых в будущем? Исследователи далее сравнили вероятности превышения месячных рекордно высоких значений SST вокруг Японии при различных уровнях глобального потепления от 0 °C до 2 °C, используя результаты климатической модели 24 CMIP6 за период с 1901 по 2100 год.

"Как только глобальное потепление достигнет 2 ° C, ожидается, что во всех девяти районах мониторинга, по крайней мере, каждые два года, будут наблюдаться температуры, превышающие прошлые максимальные уровни", - сказал Томоо Огура, соавтор и руководитель отдела моделирования и анализа климата в Отделе систем Земли, NIES. Он добавил: "Ограничение глобального потепления ниже 1,5 °C необходимо для того, чтобы в пограничных морях Японии не было рекордно теплых условий в качестве нового нормального климата".

Количественный анализ SST по всей Японии подразумевает, что изменение климата уже стало основным фактором для большинства рекордно высоких SST за последние годы. "В будущем необходимо изучить динамику каждого экстремального явления потепления, принимая во внимание долгосрочное изменение климата и годовую естественную изменчивость", - отметил Хаяси.

"Тем не менее, мы ожидаем, что наши статистические результаты, основанные на новейших климатических моделях, помогут реализовать меры по адаптации и смягчению последствий изменения климата".