Naukowcy odkryli ukryty rytm planet: powodzie i susze tańczą w jednym takcie

El Niño i La Niña sterują ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi na całym świecie

Naukowcy z University of Texas w Austin śledzili coś niemal niewyobrażalne – ekstremalne zjawiska wodne na różnych kontynentach poruszają się w synchronizacji niczym orkiestra pod batutą niewidzialnego dyrygenta. Tym dyrygentem jest El Niño i La Niña, cykliczne zjawiska klimatyczne w równikowym Pacyfiku. Najnowsze badanie opublikowane w AGU Advances pokazuje, że gdy te cykle się nasilają, regiony oddalone o tysiące kilometrów mogą jednocześnie doświadczać niszczycielskich powodzi lub paraliżujących susz.

Odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia przyszłości dostępności wody na planecie. Ashraf Rateb, główny autor badania i adiunkt w Bureau of Economic Geology, wyjaśnia, że tradycyjne metody analizy ekstremalnych zjawisk pogodowych miały poważne ograniczenia. Większość dotychczasowych badań liczyła pojedyncze wydarzenia lub mierzyła ich nasilenie, co z definicji daje niewiele punktów danych do analizy zmian w czasie. Zespół Rateba zastosował rewolucyjne podejście – zbadał jak ekstremalne zjawiska są ze sobą przestrzennie połączone, co dostarczyło znacznie więcej informacji o globalnych wzorcach napędzających susze i powodzie.

Satelity ujawniają niewidzialne zmiany w wodzie Ziemi

Badacze wykorzystali pomiary grawitacyjne z satelitów NASA GRACE i GRACE Follow-On, które pozwalają wykryć zmiany w masie wody nad obszarami wielkości około 300-400 kilometrów. Zespół zdefiniował ekstremalne zjawiska wodne jako poziomy magazynowania wody powyżej 90. percentyla dla danego regionu w przypadku nadmiaru wody, lub poniżej 10. percentyla w przypadku suszy. Ta metoda umożliwiła śledzenie totalnego magazynowania wody, które obejmuje rzeki i jeziora, śnieg i lód, wilgoć w glebie oraz wody gruntowe pod powierzchnią.

Analiza danych satelitarnych z lat 2002-2024 ujawniła fascynujące wzorce. Podczas wzmożonej aktywności ENSO, szeroko oddalone części świata mogą zostać wepchnięte w ekstremalne warunki w tym samym czasie. Co ciekawe, w niektórych regionach El Niño jest powiązane z ekstremalnymi suszami, podczas gdy w innych te same suche warunki są związane z La Niña. Ekstremalne zjawiska mokre zazwyczaj podążają za odwrotnym wzorcem, tworząc złożoną mapę globalnych powiązań.

Przykłady z ostatnich dekad mówią same za siebie

Zespół wskazał na kilka uderzających przypadków synchronizacji ekstremalnych zjawisk pogodowych. W połowie lat 2000. El Niño zbiegło się z poważną suszą w Południowej Afryce, podczas gdy kolejne wydarzenie El Niño przyczyniło się do suszy w Amazonii w latach 2015-2016. Z kolei La Niña w okresie 2010-2011 przyniosła wyjątkowo mokre warunki do Australii, południowo-wschodniej Brazylii i Południowej Afryki jednocześnie. Czy można sobie wyobrazić większą synchronizację klimatyczną na tej skali?

Bridget Scanlon, współautorka badania i profesor w Bureau of Economic Geology w UT Jackson School of Geosciences, podkreśla praktyczne konsekwencje tych odkryć. Patrząc na globalną skalę, można zidentyfikować obszary, które jednocześnie doświadczają nadmiaru lub niedoboru wody, co oczywiście wpływa na dostępność wody, produkcję żywności, handel żywnością i wszystkie inne globalne kwestie. Gdy wiele regionów jednocześnie zmaga się z niedoborem lub nadmiarem wody, skutki mogą przenikać przez rolnictwo, handel i planowanie humanitarne.

Przełomowa zmiana w 2011 roku

Poza analizą pojedynczych wydarzeń, badanie zidentyfikowało również szerszą zmianę w globalnym zachowaniu wody około 2011-2012 roku. Przed 2011 rokiem, niezwykle mokre warunki były bardziej powszechne na całym świecie. Po 2012 roku, ekstremalne susze zaczęły dominować. Naukowcy przypisują tę zmianę długotrwałemu wzorcowi klimatycznemu w Oceanie Spokojnym, który wpływa na to, jak ENSO oddziałuje na globalną wodę.

JT Reager, zastępca projektu naukowego dla misji GRACE-FO w NASA Jet Propulsion Laboratory i menedżer programu dyscypliny JPL ds. cyklu wody i energii, który nie był zaangażowany w badanie, komentuje znaczenie odkrycia. Naprawdę uchwycili rytm tych wielkich cykli klimatycznych, takich jak El Niño i La Niña, oraz to, jak wpływają one na powodzie i susze, które wszyscy doświadczamy. To nie jest tylko Ocean Spokojny, który działa we własnym zakresie. Wszystko, co się tam dzieje, wydaje się w końcu wpływać na nas wszystkich tutaj, na lądzie.

Zarządzanie ekstremami zamiast jedynie niedoborami

Scanlon podkreśla, że odkrycia te wskazują na potrzebę przemyślenia sposobu, w jaki społeczeństwo mówi o wyzwaniach związanych z wodą. Zamiast koncentrować się wyłącznie na niedoborze, kluczowe jest planowanie na wahania między zbyt dużą a zbyt małą ilością wody. Często słyszymy mantrę, że brakuje nam wody, ale naprawdę chodzi o zarządzanie ekstremami – to zupełnie inne przesłanie.

Mimo że rekord satelitarny obejmuje tylko 22 lata, ujawnia on, jak ściśle powiązane są systemy klimatyczne i wodne na całej Ziemi. Zjawisko to można porównać do efektu domina – gdy jeden element klimatycznego układu zostaje zaburzony, fala zmian przenosi się przez całą planetę, synchronizując ekstremalne zjawiska pogodowe w odległych od siebie regionach. Naukowcy musieli również wypełnić luki w rekordzie satelitarnym, w tym 11-miesięczną przerwę między misjami w latach 2017-2018, używając modeli probabilistycznych opartych na wzorcach przestrzennych.

Globalne implikacje i przyszłe wyzwania

Badanie stawia fundamentalne pytanie o przyszłość globalnego bezpieczeństwa wodnego i żywnościowego. Jeśli ekstremalne zjawiska wodne będą coraz częściej występować synchronicznie na różnych kontynentach, jak będzie wyglądało międzynarodowe zarządzanie kryzysowe? Tradycyjne podejście zakładało, że gdy jeden region doświadcza suszy, inne mogą wspomóc go produkcją żywności. Jednak jeśli susze i powodzie uderzają jednocześnie w wiele kluczowych regionów rolniczych, globalne łańcuchy dostaw mogą stanąć przed bezprecedensowymi wyzwaniami.

Badanie zostało sfinansowane przez UT Jackson School of Geosciences i stanowi kolejny krok w zrozumieniu złożonych mechanizmów napędzających zmiany klimatyczne na planetarnej skali. Dla naukowców, decydentów i społeczeństwa, przesłanie jest jasne – w obliczu zmian klimatycznych kluczowe jest zrozumienie nie tylko lokalnych ekstremów, ale również ich globalnych powiązań i synchronizacji.

Źródła:

ScienceDaily
University of Texas at Austin
NASA Jet Propulsion Laboratory
AGU Advances