Летом 2021 года ошеломляющая волна жары охватила западную часть Северной Америки, от Британской Колумбии до Вашингтона, Орегона и далее в другие внутренние районы, где климат обычно мягкий. Во многих местах были установлены температурные рекорды на десятки градусов, вспыхнули лесные пожары, погибло не менее 1400 человек. Ученые возложили вину за это событие в основном на антропогенное потепление климата и объявили его беспрецедентным. Но в отсутствие надежных метеорологических данных за более чем столетний период, действительно ли у этого явления не было прецедентов?

Новое исследование колец деревьев из этого региона показывает, что это событие почти наверняка было худшим, по крайней мере, за последнее тысячелетие. Исследование, опубликованное в журнале npj Climate and Atmospheric Science, позволило установить ежегодный учет средних летних температур, начиная с 950 года. Были выявлены десятки аномально жарких летних периодов, многие из которых были объединены в многолетние теплые периоды. Но новое исследование показывает, что последние 40 лет, обусловленные потеплением под влиянием человека, были самыми жаркими, а 2021 год стал самым жарким летом за весь период.

"Не то чтобы Тихоокеанский Северо-Запад никогда раньше не испытывал волн высокой температуры. Но с изменением климата их масштабы стали гораздо более жаркими, и они оказывают гораздо большее влияние на общество", - говорит ведущий автор исследования Карен Хитер, докторант Колумбийского университета в Обсерватории Земли Ламонт-Доэрти. "Возможность взглянуть на прошлое и сравнить его с климатическими моделями и прийти к аналогичным выводам - в этом есть большая сила".

Реконструкция древесных колец и современные температурные показатели показывают, что в 1979-2021 годах наблюдался устойчивый период жаркого лета, не имеющий себе равных за последние 1000 с лишним лет. Большинство самых жарких лет приходится на период с 2000 года. Второй самый теплый период, о котором свидетельствуют кольца деревьев, пришелся на 1028-1096 годы - на пик так называемой Средневековой климатической аномалии, когда, как считается, на большей части планеты установилась естественная тенденция к потеплению. Другой заметный жаркий период во время Средневековой климатической аномалии длился с 1319 по 1307 год. Но даже в эти периоды было значительно прохладнее, чем в последние десятилетия.

Тепловая волна 2021 года длилась несколько недель с конца июня до середины июля. Хотя исследователи не пытались выделить такие короткие периоды в кольцах, они говорят, что средние сезонные температуры являются хорошим косвенным показателем для таких событий. Летом 2021 года был установлен годовой рекорд - 18,9 градусов по Цельсию, или около 66 градусов по Фаренгейту. Для сравнения, самое жаркое лето в доисторические времена было в 1080 году - 16,9 градуса по Цельсию, или 62,4 градуса по Фаренгейту.

Возможно, это звучит не очень впечатляюще - пока вы не подумаете, что из-за почти полного уничтожения человеком древних деревьев в низинах, исследователи использовали в основном образцы, собранные в горах на высоте более 10 000 футов. Здесь температура резко ниже, чем в густонаселенных низинах; в июне там часто еще лежит снег. "Нужно думать об этом в более широком контексте", - сказала Хитер; она отметила, что можно обоснованно добавить несколько десятков градусов для таких мест, как Сиэтл и Портленд. Согласно данным древесных колец, сезонный скачок температуры в 2021 году был почти на 3 градуса F больше, чем любой годовой скачок, зафиксированный древесными кольцами в период Средневековья.

Хитер, ее муж и несколько коллег собрали около половины образцов для исследования летом 2020 и 2021 годов с высокогорных участков в национальных лесах и парках. Она лично испытала на себе жару 2021 года, когда в своей квартире без кондиционера в Москве, штат Айдахо, она мерзла при 105-градусной температуре в помещении. Она опасалась выезжать в поле до конца сезона, поскольку многие целевые леса или леса рядом с ними были охвачены огнем, а в некоторые из них ей было запрещено въезжать из-за распоряжений об эвакуации.

Для получения данных команда выбурила образцы размером с соломинку, которые представляли собой поперечные срезы колец примерно 600 старых хвойных деревьев в северном Айдахо и Каскадных хребтах Орегона и Вашингтона. (Самый старый образец был взят из горного болиголова возле Кратерного озера в Орегоне, который пустил корни в 1300-х годах. Они дополнили их образцами, взятыми в 1990-х годах другими исследователями Ламонт-Доэрти, в основном в Британской Колумбии. Самый старый из них был взят с пихты Дугласа на острове Ванкувер и датируется 950 годом. С тех пор эта территория была вырублена лесорубами.

Большинство традиционных исследований древесных колец сосредоточено на ширине колец, при этом более широкие годовые кольца обычно указывают на более влажные годы. Для измерения температуры Хитер и ее коллеги использовали относительно новую методику, называемую синей интенсивностью. При этом видимый свет светит на скан каждого кольца с высоким разрешением и измеряет, какая часть синего спектра отражается обратно. При более жарких температурах деревья обычно строят более толстые клеточные стенки, увеличивая плотность кольца. Более плотные кольца отражают меньше синего света, и это можно перевести в температуру.

Другое недавнее исследование Ламонт-Доэрти объясняет экстремальность тепловой волны 2021 года постепенным повышением температуры, вызванным человеком, в сочетании с более краткосрочными атмосферными изменениями, которые могут быть или не быть вызваны изменением климата под влиянием человека. Это исследование предполагает, что к 2050 году такие волны жары могут возникать каждые 10 лет. В новом исследовании, в котором для составления прогноза использовались различные модели, вероятность того, что к 2050 году такие волны будут повторяться каждый год, составляет 50/50.

При обычно умеренном климате регион плохо подготовлен к таким событиям. С одной стороны, как отмечает Хитер, мало у кого есть кондиционеры - возможно, это одна из причин высокой смертности в 2021 году. "Мы можем использовать долгосрочные данные, чтобы подготовиться", - говорит Хитер. "Например, может быть, нереально повсеместно установить кондиционеры, но общины могут создать убежища, куда люди смогут отправиться, когда подобное повторится".

"Беспрецедентный характер летних температур 2021 года по всей [исследуемой территории] предполагает, что ни один регион не является неуязвимым для экономических и биологических последствий повышения летних температур", - пишут авторы. Это говорит о том, что "сообщества по всему миру, которые исторически не подвергались воздействию экстремальной жары, вероятно, столкнутся с [большей] заболеваемостью и смертностью".