Засухи и наводнения способны серьезно нарушать повседневную жизнь, наносить ущерб экосистемам и оказывать давление на местную и мировую экономику. Чтобы глубже понять, как формируются и распространяются эти водные экстремумы, ученые из Техасского университета в Остине провели исследование, выявившее мощные климатические связи между отдалёнными регионами планеты.

ENSO и глобальные водные экстремумы

Новое исследование, опубликованное в журнале AGU Advances, показало, что за последние 20 лет климатический паттерн ENSO (Эль-Ниньо — Южное колебание), включающий фазы Эль-Ниньо и Ла-Нинья, сыграл ключевую роль в экстремальных изменениях общего водного баланса по всему миру. ENSO способен синхронизировать экстремальные погодные явления, приводя к тому, что на разных континентах одновременно наблюдаются необычно влажные или засушливые условия.

По словам научного сотрудника Бюро экономической геологии Техасского университета Бриджит Скэнлон, понимание этих глобальных закономерностей имеет практическое значение: «Если рассматривать ситуацию в мировом масштабе, мы можем определить, какие регионы одновременно испытывают избыток или дефицит влаги. Это напрямую влияет на доступность воды, производство продуктов питания, торговлю и другие глобальные процессы». Одновременные засухи или наводнения в нескольких регионах могут существенно сказаться на сельском хозяйстве, торговле и гуманитарном планировании.

Комплексный подход к анализу водных ресурсов

Общий водный запас — важный климатический индикатор, учитывающий все формы воды в регионе: реки, озёра, снег, лёд, влагу в почве и подземные воды. Такой комплексный подход позволяет лучше понять, как вода перемещается и изменяется со временем.

Это исследование стало одним из первых, где экстремумы общего водного баланса рассматривались в связке с ENSO на глобальном уровне. Такой анализ позволил выявить, как экстремально влажные и сухие условия оказываются взаимосвязанными на больших расстояниях. Ведущий автор работы, Ашраф Ратеб, отмечает: «Большинство исследований фокусируются только на количестве или силе экстремальных событий, но такие явления по определению редки, что затрудняет анализ изменений во времени. Мы же изучили пространственную связь экстремумов, что дало гораздо больше информации о закономерностях, определяющих засухи и наводнения по всему миру».

Использование спутниковых данных

Для оценки общего водного баланса ученые использовали данные о гравитации, полученные с помощью спутников NASA GRACE и GRACE Follow-On. Эти данные позволяют фиксировать изменения массы воды на участках шириной около 300–400 километров, что сопоставимо с размером штата Индиана.

Влажные экстремумы определялись как уровни водного баланса выше 90-го процентиля для региона, а сухие — ниже 10-го процентиля.

ENSO и примеры глобальных аномалий

Анализ показал, что необычная активность ENSO может одновременно вызывать экстремальные условия в разных частях мира. Например, в середине 2000-х годов Эль-Ниньо совпал с сильной засухой в Южной Африке, а в 2015–2016 годах — с засухой в Амазонии. В то же время Ла-Нинья в 2010–2011 годах принесла исключительную влажность в Австралию, юго-восточную Бразилию и Южную Африку.

Глобальные сдвиги в водном балансе

Исследование также выявило более широкий сдвиг в глобальном водном поведении примерно в 2011–2012 годах. До 2011 года по всему миру чаще наблюдались необычно влажные условия, а после 2012 года стали преобладать засушливые экстремумы. Ученые связывают это с длительным климатическим паттерном в Тихом океане, который влияет на то, как ENSO воздействует на мировые водные ресурсы.

Значение спутниковых наблюдений

Несмотря на то, что спутниковые данные GRACE и GRACE-FO охватывают лишь 22 года (2002–2024), они наглядно демонстрируют тесную связь климатических и водных систем Земли. Как отмечает Джей Ти Ригер, заместитель научного руководителя миссии GRACE-FO в Лаборатории реактивного движения NASA, «эти данные действительно фиксируют ритм крупных климатических циклов, таких как Эль-Ниньо и Ла-Нинья, и их влияние на наводнения и засухи, с которыми сталкивается всё человечество. Всё, что происходит в Тихом океане, в итоге влияет и на нас на суше».

Новый взгляд на управление водными ресурсами

Скэнлон подчеркивает, что результаты исследования требуют пересмотра подхода к обсуждению водных проблем. Вместо того чтобы сосредотачиваться только на дефиците, важно готовиться к колебаниям между избытком и нехваткой воды. «Часто говорят, что вода заканчивается, но на самом деле речь идет об управлении экстремумами», — отмечает Скэнлон. — «И это совершенно иной подход».