Учёные выяснили, что связывает наводнения и засухи по всей планете

К такому выводу пришли учёные из University of Texas at Austin, проанализировав более двух десятилетий спутниковых наблюдений за водными ресурсами планеты. Результаты работы, опубликованные в журнале AGU Advances, показывают: ключевую роль в синхронизации водных экстремумов играют климатические колебания в экваториальной части Тихого океана — Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Когда вода «движется в унисон»

Исследователи обнаружили, что за последние 20 лет периоды усиления Эль-Ниньо и Ла-Нинья всё чаще приводили к тому, что на разных континентах одновременно возникали схожие по характеру водные аномалии. Это означает, что, например, несколько сельскохозяйственных регионов мира могут в один и тот же год столкнуться с нехваткой воды, либо наоборот — с разрушительными наводнениями.

По словам Бриджит Скэнлон, соавтора исследования и профессора-исследователя Бюро экономической геологии при Школе геонаук Джексона, такое совпадение имеет далеко идущие последствия. Когда «сухо» или «слишком мокро» становится сразу во многих местах, это отражается не только на местных экосистемах, но и на глобальных цепочках поставок продовольствия, ценах на зерно и возможностях гуманитарной помощи.

Иными словами, водные кризисы всё меньше похожи на череду случайных событий и всё больше — на проявления единой климатической системы.

Почему важно учитывать всю воду сразу

В центре исследования находится показатель, который редко фигурирует в новостях, но чрезвычайно важен для понимания климата, — общий запас воды, или total water storage. В отличие от привычных измерений осадков или уровня рек, этот показатель охватывает все формы воды в регионе: поверхностные воды, снег и лёд, влагу в почве и подземные воды.

Именно такой комплексный подход позволяет увидеть полную картину того, как вода перемещается и накапливается на планете. Руководитель исследования Ашраф Ратеб подчёркивает: экстремальные явления по определению редки, и если считать только количество наводнений или засух, данных для анализа будет слишком мало. Гораздо информативнее смотреть, как такие экстремумы «соединяются» в пространстве и времени.

Взгляд из космоса: как спутники «взвешивают» воду

Для оценки общего запаса воды команда использовала данные спутниковых миссий NASA GRACE и GRACE-FO. Эти аппараты измеряют изменения гравитационного поля Земли, которые возникают, когда в каком-то регионе увеличивается или уменьшается масса воды. Таким образом учёные могут отслеживать колебания водных запасов на территориях размером в сотни километров — примерно с площадь крупного американского штата.

Используя эти данные, исследователи определили «влажные экстремумы» как значения выше 90-го процентиля для конкретного региона, а «сухие» — ниже 10-го процентиля. Такой метод позволил объективно сравнивать разные части света, независимо от климата и сезона.

Как Эль-Ниньо и Ла-Нинья синхронизируют планету

Анализ показал, что необычно сильные фазы климатических колебаний в Тихом океане способны «включать» одновременные водные экстремумы в удалённых регионах. При этом один и тот же климатический режим может вызывать противоположные эффекты в разных местах: где-то Эль-Ниньо приводит к засухе, а где-то — к избыточным осадкам. Ла-Нинья, как правило, формирует зеркальную картину.

Исследователи привели несколько наглядных примеров. В середине 2000-х годов фаза Эль-Ниньо совпала с сильной засухой в Южной Африке. В 2015–2016 годах тот же климатический фактор был связан с масштабной засухой в бассейне Амазонки. А в 2010–2011 годах Ла-Нинья, напротив, вызвала экстремально влажные условия в Австралии, на юго-востоке Бразилии и снова в Южной Африке.

Переломный момент около 2012 года

Одним из самых тревожных выводов исследования стало выявление глобального сдвига в характере водных экстремумов примерно в 2011–2012 годах. До этого времени на планете чаще наблюдались периоды избыточной влажности. После — засушливые экстремумы начали доминировать.

Учёные связывают этот перелом с долговременным состоянием Тихого океана, которое влияет на то, как именно Эль-Ниньо и Ла-Нинья отражаются на глобальной циркуляции атмосферы и воды. Это означает, что даже без увеличения числа самих климатических циклов их последствия для суши могут становиться всё более «сухими».

Как восстановили недостающие данные

Спутниковые наблюдения, несмотря на свою ценность, не идеальны. Между миссиями GRACE и GRACE-FO возник перерыв почти в год, а сама серия данных охватывает всего 22 года. Чтобы получить непрерывную картину, исследователи применили вероятностные модели, основанные на пространственных закономерностях водных экстремумов.

Такой подход позволил реконструировать пропущенные периоды и подтвердить, что выявленные связи не являются статистической случайностью. По словам Джей-Ти Ригера, заместителя научного руководителя миссии GRACE-FO в Лаборатории реактивного движения NASA, эти данные чётко отражают «ритм» крупных климатических циклов и их влияние на то, с чем люди сталкиваются на земле — наводнения и засухи.

Глобальные последствия: от полей до рынков

Когда водные экстремумы синхронизируются, их эффект усиливается. Если засуха одновременно поражает несколько ключевых сельскохозяйственных регионов, мировые рынки продовольствия становятся более уязвимыми. Аналогично, одновременные наводнения в разных частях света могут нарушить транспортные цепочки и увеличить экономический ущерб.

Именно поэтому, по словам Бриджит Скэнлон, важно рассматривать водные проблемы не только через призму дефицита. Обществу необходимо готовиться к резким колебаниям — от избытка воды к её нехватке и обратно. Управление такими экстремумами требует других стратегий, чем просто экономия ресурсов.

Вода как часть единой системы

Новое исследование подчёркивает: климат и водный цикл Земли тесно взаимосвязаны, а события в одном океанском регионе могут иметь последствия для жизни людей за тысячи километров. Наводнение в одной стране и засуха в другой могут быть двумя сторонами одного и того же глобального процесса.

Понимание этой связности даёт шанс действовать на опережение. Если учёные и политики смогут лучше прогнозировать, когда и где водные экстремумы будут совпадать, это позволит заранее корректировать сельскохозяйственные планы, гуманитарные резервы и инфраструктурные решения.

В конечном счёте, как показывает работа исследователей из Техаса, водные кризисы XXI века — это не разрозненные катастрофы, а элементы единой, сложной и всё более синхронизированной системы. И именно такой взгляд на проблему может стать ключом к более устойчивому будущему.