Введение
Необычные, сильные или несезонные погодные явления
Экстремальная погода включает в себя неожиданные, необычные, сильные или несезонные погодные условия; погоду, выходящую за пределы исторического диапазона – тех значений, которые наблюдались в прошлом. Это особенно относится к волнам жары и волнам холода. Наука об атрибуции экстремальных явлений изучает причины, лежащие в основе экстремальных погодных условий. Ученые достаточно уверены, что изменение климата усиливает как периоды сильных осадков, так и засухи. Климатические модели показывают, что повышение температуры приведет к ухудшению экстремальных погодных явлений во всем мире. Экстремальная погода оказывает серьезное воздействие на человеческое общество и экосистемы. Происходят гибели людей, разрушается инфраструктура и уничтожаются экосистемы. Например, по оценкам глобального страховщика Munich Re, в 2015 году стихийные бедствия привели к прямым убыткам на сумму более 90 миллиардов долларов США по всему миру. Некоторые виды деятельности человека могут усугубить последствия, например, некачественное городское планирование, уничтожение водно-болотных угодий и строительство жилых домов в поймах рек.
Определение
Экстремальные погодные явления описывают необычные погодные события, выходящие за пределы исторического диапазона для данной местности. В отличие от этого, термин "опасные погодные явления" относится к любым аспектам погоды, представляющим угрозу для жизни, имущества или требующим вмешательства служб экстренного реагирования. Таким образом, опасные погодные явления являются частным случаем экстремальных погодных явлений.
Типы
Определения экстремальной погоды различаются в разных сообществах, что влияет на результаты исследований в соответствующих областях. Чрезмерная жара часто сопровождается высокой влажностью, но может быть и катастрофически сухой. Поскольку тепловые волны не так заметны, как другие виды опасных погодных явлений, такие как ураганы, торнадо и грозы, они относятся к менее изученным формам экстремальной погоды. Сильная жара может нанести вред людям и сельскохозяйственным культурам из-за возможного обезвоживания или гипертермии, тепловых судорог, теплового расширения и теплового удара. Сухие почвы более подвержены эрозии, что сокращает площади, пригодные для сельского хозяйства. Учащаются вспышки лесных пожаров, поскольку сухая растительность легче воспламеняется. Испарение водоемов может быть губительным для морских популяций, уменьшая размер среды обитания и количество питательных веществ в воде. Может сократиться численность скота и других животных. Во время сильной жары растения закрывают устьица (стоматы) на листьях – это защитный механизм для сохранения воды, но он также снижает способность растений к поглощению. В результате в воздухе скапливается больше загрязнений и озона, что приводит к увеличению смертности населения. По оценкам, дополнительное загрязнение воздуха в жаркое лето 2006 года в Великобритании стало причиной 460 смертей. Европейские тепловые волны лета 2003 года, по оценкам, привели к 30 000 дополнительных смертей из-за теплового стресса и загрязнения воздуха. Более чем в 200 городах США зафиксированы новые рекорды высоких температур. Самая сильная жара в США произошла в 1936 году и унесла жизни более 5000 человек. Самая сильная жара в Австралии произошла в 1938–39 годах и привела к гибели 438 человек. Второй по силе удар был в 1896 году. Перебои в электроснабжении также могут возникать в районах, подверженных тепловым волнам, из-за возросшего спроса на электроэнергию (например, из-за использования кондиционеров). Эффект городского теплового острова может повышать температуру, особенно ночью.
Холодные волны
Холодная волна – это погодное явление, характеризующееся понижением температуры воздуха. В частности, согласно определению Национальной метеорологической службы США, холодная волна – это резкое падение температуры в течение 24 часов, требующее существенного усиления защиты сельского хозяйства, промышленности, торговли и общественной жизни. Конкретные критерии для определения холодной волны зависят от скорости падения температуры и минимального значения, до которого она снижается. Эта минимальная температура определяется географическим регионом и временем года. Холодные волны могут возникать практически в любой точке земного шара и формируются большими массами холодного воздуха, накапливающимися над определенными регионами под воздействием перемещения воздушных потоков. Однако выводы о связи изменения климата с холодными волнами остаются предметом дискуссий. Ненадежный источник: дата=октябрь 2021. Проект JRC PESETA IV, завершенный в 2020 году, пришел к выводу, что в целом изменение климата приведет к уменьшению интенсивности и частоты экстремальных похолоданий, а более мягкие зимы снизят смертность от сильных морозов, даже если отдельные экстремальные погодные явления, связанные с холодом, могут быть вызваны изменениями климата и даже участиться в некоторых регионах. Согласно исследованию 2023 года, "слабые экстремальные холодные события (ЭХС) значительно снижаются по частоте, площади проекции и общей площади в Северном полушарии в условиях глобального потепления. Однако частота, площадь прогнозирования и общая площадь сильных ЭХС не демонстрируют значительной тенденции, в то время как в Сибири и Канаде наблюдается их увеличение".
Человеческая деятельность, усугубляющая последствия
Существует множество видов человеческой деятельности, которые могут усугубить последствия экстремальных погодных явлений. Городское планирование часто усиливает воздействие наводнений, особенно в районах, подверженных повышенному риску штормов из-за их местоположения и климатической изменчивости. Во-первых, увеличение площади непроницаемых поверхностей, таких как тротуары, дороги и крыши, приводит к тому, что меньше воды от проливных дождей впитывается в землю. Уничтожение водно-болотных угодий, которые служат естественными резервуарами, поглощая воду, может усилить последствия наводнений и экстремальных осадков. Это может происходить как во внутренних районах, так и на побережье. Однако уничтожение водно-болотных угодий на побережье уменьшает естественную защиту территории, позволяя штормовым волнам и наводнениям проникать глубже вглубь суши во время ураганов или циклонов. Строительство домов ниже уровня моря или на пойменных территориях подвергает жителей повышенному риску разрушений или травм при экстремальных осадках. Увеличение площади городских территорий также может способствовать возникновению экстремальных или необычных погодных явлений. Высокие здания могут изменять направление движения ветра в городе, поднимая теплый воздух вверх и вызывая конвекцию, что приводит к образованию гроз.
Экономические издержки
Согласно оценкам МГЭИК (2011), ежегодные убытки с 1980 года колебались от нескольких миллиардов до более чем 200 миллиардов долларов США (в ценах 2010 года), при этом наибольшее значение было достигнуто в 2005 году (год урагана «Катрина»). Глобальные потери от стихийных бедствий, связанных с погодными условиями, такие как гибель людей, утрата культурного наследия и экосистемных услуг, сложно оценить и выразить в денежном эквиваленте, поэтому они недостаточно полно учитываются в оценках убытков. Тем не менее, недавние аномально интенсивные штормы, ураганы, наводнения, волны жары, засухи и связанные с ними крупномасштабные лесные пожары привели к беспрецедентным негативным экологическим последствиям для тропических лесов и коралловых рифов во всем мире.
Потери человеческих жизней
Согласно Международной базе данных о стихийных бедствиях, число погибших в результате стихийных бедствий сократилось более чем на 90 процентов с 1920-х годов, несмотря на то, что общее население Земли увеличилось в четыре раза, а температура поднялась на 1,3 °C. В 1920-х годах от стихийных бедствий погибло 5,4 миллиона человек, в то время как в 2010-х – всего 400 тысяч. Наиболее значительное и быстрое снижение смертности от экстремальных погодных явлений произошло в Южной Азии. Если в 1991 году тропический циклон в Бангладеш унес жизни 135 000 человек, а в 1970 году – 300 000, то циклон Амфан, обрушившийся на Индию и Бангладеш в 2020 году, привел к гибели всего 120 человек. 23 июля 2020 года Munich Re объявила, что общее число погибших от стихийных бедствий в мире за первую половину 2020 года составило 2900 человек, что является рекордно низким показателем и «значительно ниже средних показателей за последние 30 и 10 лет». Исследование 2021 года показало, что 9,4% глобальных смертей в период с 2000 по 2019 год – около 5 миллионов ежегодно – можно отнести к экстремальным температурам, при этом большая часть смертей связана с холодом (и их доля снижается), а смертность, связанная с жарой, составляет около 0,91% (и растет).
Сухоты и наводнения
Изменение климата привело к увеличению частоты и/или интенсивности определенных видов экстремальных погодных явлений. Штормы, такие как ураганы или тропические циклоны, могут сопровождаться более обильными осадками, вызывая крупные наводнения или оползни из-за насыщения почвы. Это происходит потому, что более теплый воздух способен "удерживать" больше влаги, поскольку кинетическая энергия молекул воды возрастает, и осадки выпадают быстрее, так как большее количество молекул достигает критической скорости, необходимой для выпадения в виде капель дождя. Смещение в распределении осадков может привести к увеличению количества осадков в одном регионе, в то время как другой регион испытывает значительно более жаркие и сухие условия, что может привести к засухе. Это связано с тем, что повышение температуры также увеличивает испарение с поверхности Земли, поэтому увеличение количества осадков не обязательно означает повсеместное увлажнение или всемирный рост запасов питьевой воды.