Новая модель позволила точнее проследить путь дождевой воды от испарения до осадков

Группа исследователей из Токийского университета под руководством профессора Кея Ёсимуры разработала метод точного определения источников атмосферных осадков. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

В основе метода лежит анализ двух тяжёлых изотопов — дейтерия и кислорода-18, которые естественным образом содержатся в молекулах воды. Молекулы с тяжёлыми изотопами испаряются медленнее и конденсируются быстрее, чем лёгкие. По мере перемещения воды в атмосфере соотношение изотопов меняется, формируя уникальную сигнатуру. По ней можно установить, где началось испарение и через какие климатические зоны прошла влага до выпадения осадков.

Для повышения точности команда впервые применила ансамблевое моделирование, объединив восемь климатических моделей. Использованный массив данных охватывает 45 лет наблюдений — с 1979 по 2023 год. Объединение нескольких моделей позволило компенсировать ошибки, свойственные каждой из них по отдельности, и отделить структурные погрешности от реальных физических процессов.

Анализ данных за последние три десятилетия зафиксировал устойчивый рост содержания водяного пара в атмосфере, коррелирующий с повышением глобальной температуры. Кроме того, исследование выявило связь изотопных изменений с крупными климатическими явлениями: Эль-Ниньо — Южным колебанием, Североатлантическим колебанием и Южным кольцевым режимом.

Хаен Бонг, соавтор исследования, в настоящее время работающая в Институте космических исследований имени Годдарда при НАСА, подтвердила, что ансамблевый подход существенно сократил расхождения между моделями. По словам Ёсимуры, полученные результаты создают основу для прогнозирования изменений глобального круговорота воды в условиях продолжающегося потепления.