По небу текут невидимые реки

Один из моряков «поплыл» вниз по небу, чтобы вернуть гарпун на корабль, но когда он почти достиг земли и схватился за его верхний конец, один из жителей Тэлтейна ухватился за нижнюю часть.

«Ты утопишь меня!» — вскрикнул моряк, и король немедленно приказал жителю отпустить его.

Моряк всплыл вверх вместе с гарпуном к небесному кораблю.

Эта ирландская легенда сохранилась в рукописи XII века, и она не единственная. В ирландской традиции встречается несколько подобных рассказов о небесных кораблях, плывущих по «водам, которые над твердью».

Как бы странно это ни звучало, возможно, по крайней мере, часть этой легенды не так уж далека от реальности. В последние годы «атмосферные реки» (Atmospheric rivers), иногда называемые «реками в небе» (Rivers in the sky), активно изучаются, главным образом в таких местах, как Калифорния на западном побережье США. Там они ответственны примерно за 30% осадков и примерно за 50% снегопадов. За зиму 2022–2023 года на побережье Калифорнии обрушился 31 шторм, вызванный этими реками.

«Эти реки на самом деле представляют собой длинные, узкие полосы воды, несущиеся по небу. В некоторых случаях они могут содержать в себе в 10 раз больше воды, чем река Амазонка, то есть некоторые из них несут гораздо больше воды, чем самые большие известные нам реки. Они текут над нами, в воздухе, и то, что течёт в них, — это пар», — объясняет в интервью профессор Пауль Ульрих из Калифорнийского университета в Дэвисе, который много лет изучает эти реки с помощью компьютерных моделей.

В последние годы становится всё более очевидным, что для понимания круговорота воды в природе в определённых частях мира недостаточно знать только о реках, текущих по суше. Нам также необходимо хорошо знать о тех, что скрыты от нас и текут по небу.

«Как калифорнийцу, мне важно понимать, сколько воды у нас будет в будущем, в каких формах она будет поступать и стоит ли нам беспокоиться о наводнениях. За годы исследований я пришёл к выводу, что для ответа на эти вопросы необходимо сначала понять, как работают атмосферные реки», — объясняет он.

Струи с неба

Самые разрушительные атмосферные реки, разумеется, становятся самыми заметными в новостях. Так, в начале февраля этого года особенно мощный поток достиг южной Калифорнии и вызвал выпадение около 300 мм осадков в ряде районов Лос-Анджелеса.

В обширных зонах Северной Калифорнии ветер достигал скорости 160 км/ч. Около 300 тысяч потребителей были отключены от электросети, а падения деревьев привели к двум человеческим жертвам. Вследствие сильных наводнений произошло более 100 случаев оползней, и главные автомагистрали оказались перекрыты.

Подобные явления иногда наблюдаются и в Европе. Так, шторм «Киара», связанный с такими атмосферными реками, обрушился на Британские острова 9 февраля 2020 года со скоростью ветра около 145 км/ч, вызвав серьёзные наводнения, повреждения сотен домов и убытки на сумму около 2 миллиардов фунтов стерлингов. В дальнейшем шторм переместился на восток, в разные страны Европы, где порывы ветра достигали даже 200 км/ч и привели к гибели восьми человек.

Атмосферные реки могут в одних случаях причинять вред, а в других — приносить пользу в разной степени. Влага, которую они несут, обеспечивает осадками множество засушливых регионов мира. Калифорния, например, является сравнительно сухим местом, и атмосферные реки зимой играют ключевую роль в накоплении снега, который впоследствии используется для орошения в сельском хозяйстве.

Профессор Ульрих объясняет, что источник этих рек находится в циклонических бурях, вращающихся над океанами и на спутниковых снимках выглядящих огромными вихрями. К северу от экватора эти бури вращаются против часовой стрелки, а в южном полушарии — в обратном направлении.

«Когда такие бури движутся и вращаются в относительно тёплых и влажных субтропических районах, они собирают дополнительную влагу, а затем уносят её с собой. Представь себе колесо автомобиля: когда машина едет по грязной дороге, особенно на высокой скорости, вращающееся колесо отбрасывает по сторонам грязь и ил, находящиеся под ним. Атмосферные реки очень похожи на это, только циклон выбрасывает не грязь, а влагу».

«Такая влага склонна концентрироваться в длинные и сравнительно узкие полосы, напоминающие реки, — объясняет профессор Ульрих, — так что длина таких рек нередко достигает 2 тыс. км, а ширина — до 800 км. В каждый данный момент в небе Земли одновременно „текут“ примерно 4–5 таких рек, которые вместе покрывают около 10% окружности Земли. Тем не менее этого достаточно, чтобы перемещать около 90% всей влаги из областей, расположенных относительно близко к экватору, в районы, прилегающие к полюсам».

Мимолётное, но мощное явление

Шумерская культура, возникшая примерно в середине четвёртого тысячелетия до н. э., описывала строение мира в трёх уровнях. Самый высокий уровень назывался «небесный океан», ниже находился слой тверди, а под твердью располагался земной океан — Ки.

На самом деле не только шумеры говорили о небесном океане: о нём знали также древние египтяне, разные культуры Америки и даже полинезийцы, которые рассказывали о древнем небесном океане, окружающем Землю.

Эксклюзив

Трампа призывают поддержать иск Фалуньгун против Cisco

Однако профессор Ульрих объясняет, что «небесный океан» или «атмосферные реки», о которых говорят современные исследователи, не опоясывают Землю.

«Существует несколько распространённых путей атмосферных рек, но, в отличие от земных рек, их маршруты не всегда постоянны, так как они переносятся вместе с циклоническими бурями, — поясняет он. — У них также нет преград, которые есть у земных рек, поэтому они могут приходить с разных направлений. Конечно, чаще всего они приходят к нам с запада, но в целом они могут течь по любому пути — каждая атмосферная река немного отличается от других по своему маршруту».

Ещё одно важное отличие заключается в том, что эти реки текут, а затем «иссякают» на какое-то время, в отличие от многих земных рек, которые находятся в постоянном течении.

Группа исследователей из Китая и Техасского университета в 2022 году изучила различные источники атмосферных рек, достигающих западных побережий Северной Америки, и выявила два основных источника. Первый расположен к северу от Гавайских островов — это группа атмосферных рек, которые чаще всего достигают западного побережья США, особенно района Калифорнии. Другой важный источник находится к востоку от Японии — в районе, называемом «ветвь Куросио». Атмосферные реки, берущие начало в ветви Куросио, движутся на северо-восток и нередко достигают западных побережий Канады.

В 2022 году группа исследователей из Великобритании и Китая проявила интерес к менее изученной группе атмосферных рек — тех, что текут в сторону Восточной Азии. Исследователи изучили изменения, которые претерпели эти атмосферные реки с середины прошлого века. Они увидели, что на эти реки в основном повлияли климатические процессы в западной части Тихого океана и северной части Индийского океана, причём южная Япония больше всего пострадала от таких атмосферных туннелей. Восточный Китай и Корейский полуостров также сильно подвержены влиянию этих туннелей. В отличие от рек, достигающих западного побережья Северной Европы, которые появляются в основном в зимние месяцы, атмосферные реки Восточной Азии в основном активны с мая по август.

Анализируя тенденции изменения характеристик этих рек в период с 1951 по 2015 год, исследователи заметили явление, которое также наблюдалось на западном побережье Америки: изменения в атмосферных реках играют значительную роль в наблюдаемых изменениях общего количества осадков в этом регионе. В последние годы, в связи с растущей обеспокоенностью по поводу изменения климата, многие исследования пытались предсказать будущие тенденции, которые повлияют на атмосферные реки к концу столетия, а также на водные ресурсы в различных регионах мира.

В исследовании, проведённом профессором Ульрихом и его коллегами в 2023 году, использовались 16 различных исследовательских инструментов, которые анализируют эти реки, чтобы изучить ожидаемые изменения в пяти регионах мира, относительно подверженные влиянию атмосферных туннелей: западное побережье Северной Америки, Великобритания, Пиренейский полуостров, Южная Африка и южные регионы Южной Америки.

В целом они пришли к выводу, что глобальное повышение температуры приведёт к увеличению частоты и интенсивности атмосферных рек, поэтому во многих исследованных регионах при таком сценарии можно ожидать увеличения количества осадков от экстремальных атмосферных рек. Ожидается, что в Великобритании интенсивность осадков значительно увеличится, в то время как в Северной Америке интенсивность увеличится, но умеренней.

«Поскольку исследователи теперь понимают, что эти реки представляют собой интересное и важное явление, требующее пристального внимания и изучения ввиду их огромного влияния на водные ресурсы, — говорит профессор Ульрих, — в последние годы финансирование исследований увеличилось, и были проведены исследования с использованием самолётов для исследования этих речных участков и наблюдения за их внутренней структурой. Данные, собранные с помощью измерений, помогли нам убедиться, что поведение наших компьютерных моделей соответствует реальности».

— Могут ли такие реки развиваться и на Средиземном море?

Профессор Пауль Ульрих: Обычно основное воздействие таких рек проявляется в районах, прилегающих к океанам. В Средиземноморском регионе есть несколько атмосферных рек, но они не очень распространены, а когда встречаются, то не очень сильны. Из-за их слабой интенсивности в таких случаях трудно отличить осадки, вызванные обычными климатическими процессами в том же регионе, такими как «холодные фронты» (когда область холодного воздуха движется и вытесняет тёплый), от осадков, образующихся в атмосферных туннелях, поскольку эти два явления очень тесно связаны друг с другом.

— Что на самом деле приводит к уменьшению количества осадков, когда такая атмосферная река достигает суши?

Профессор Пауль Ульрих: Проходя над сушей, поток влаги, поступающий вместе с атмосферной рекой, поднимается выше в атмосфере, то есть весь этот влажный воздух выталкивается вверх. Иногда это происходит из-за разницы температур и давления с воздухом суши, а иногда из-за топографических условий, например, гор. По мере того, как влажный воздух выталкивается вверх, он охлаждается: чем выше он поднимается, тем холоднее становится, а чем холоднее становится, тем больше водяного пара конденсируется и превращается в жидкую воду, которая выпадает в виде осадков. Чем круче склон, по которому поднимается водяной пар, тем больше воды выдавливается из атмосферы.

— Интересно подумать, что в небе есть такие большие реки, которые, с одной стороны, скрыты от нас, но с другой стороны, они оказывают такое большое влияние на нашу окружающую среду.

Профессор Пауль Ульрих: Да. С одной стороны, мы очень сильно ощущаем их влияние, но с другой стороны, если не смотреть сверху, со спутников, мы их не увидим. Интересно также наблюдать, как атмосферные реки соединяют разные части света. Между крайне южными и крайне северными регионами.