Исчезающая квазибиенальная осцилляция при продолжающемся глобальном потеплении

Ветры в высокой атмосфере, формирующие нашу погоду

Высоко над нами, в слое воздуха, который пассажирские авиалайнеры едва касаются, медленный ритм ветров тихо влияет на погоду и климат на поверхности. В этом исследовании поставлен резкий вопрос: при продолжающемся глобальном потеплении может ли этот ритм просто исчезнуть? Используя современные климатические модели, простирающиеся далеко за 2100 год, авторы исследуют, как ключевой паттерн ветров в тропической стратосфере может угаснуть — и что это будет значить для надежности наших климатических прогнозов на 2–3 года.

Скрытые «часы ветра» над экватором

В тропической стратосфере, примерно в 20–30 километрах над Землей, ветры естественно меняют направление примерно каждые два–три года. Этот колебательный паттерн, называемый квазибиенальной осцилляцией, действует как медленно движущиеся «часы ветра». Его чередующиеся восточные и западные фазы помогают направлять потоки воздуха, связывающие тропики и полюса, тонко влияя на муссоны, зимние бури и даже на силу и положение струйных течений. Десятилетиями синоптики опирались на этот регулярный ритм, чтобы улучшать сезонные и многолетние климатические прогнозы.

Что происходит с этими «часами ветра» в более тёплом мире

Авторы опираются на четыре передовые климатические модели проекта CMIP6, каждая из которых прогноза выполняется по сценарию с высоким уровнем выбросов, где концентрации парниковых газов продолжают расти в течение 2100-х годов и далее. В этих симуляциях знакомый сигнал с периодом два–три года в нижней стратосфере ослабевает, а его цикл ускоряется, пока паттерн на уровне около 50 гПа — ключевом для этой осцилляции — фактически не исчезает. В разных моделях эта потеря происходит в период приблизительно от 2075 года до конца XXII века, но общая картина одинакова: регулярный ритм распадается на более короткие, годовые или даже полугодовые импульсы, и некогда отчетливый двухлетний такт исчезает из записи.

Как нагрев океанов и подъём воздуха подрывают ритм

Далее исследование углубляется в «как». По мере нагрева океанов, особенно в центральной и восточной тропической части Тихого океана, конвекция — поднимающиеся столбы тёплого влажного воздуха — усиливается. Это усиливает масштабное восходящее движение воздуха в тропиках и возбуждает больше атмосферных волн, способных проникать в стратосферу. Обычно смесь этих волн приводит к медленному понижению чередующихся ветровых поясов, поддерживая осцилляцию. Но при сильном потеплении происходят одновременно два эффекта: восходящее движение усиливается, что имеет тенденцию удерживать осцилляцию выше и ослаблять её ниже, и активность волн возрастает, что ускоряет смену ветров. Простые идеализированные модели в исследовании показывают, что по мере усиления волнового возбуждения и роста восходящего потока период осцилляции поэтапно укорачивается примерно с двух лет до одного года, затем до примерно полугода, пока классический медленный цикл больше не выделяется.

Разные будущие сценарии при высоких и низких выбросах

Чтобы проверить, вызвано ли это непосредственно углекислым газом или теплом, которое он вызывает, авторы проводят целевые эксперименты, в которых они отдельно регулируют уровни CO₂ и температуру поверхности океана. Результаты указывают на нагрев океана как на главный виновник: осцилляция также исчезает, когда океаны нагревают до состояний, соответствующих сценарию с шестикратным CO₂, даже если концентрация CO₂ в атмосфере удерживается на доиндустриальном уровне. В резком контрасте, при сценарии с низкими выбросами, который ограничивает глобальное потепление примерно до 2 °C, модели не показывают долгосрочного ослабления или утраты осцилляции. В этом более мягком будущем стратосферные «часы ветра» продолжают тикать примерно так же, как и сегодня.

Эффекты, проникающие в повседневную погоду

Поскольку этот высоко расположенный паттерн ветра влияет на системы погоды внизу, его исчезновение влечет за собой последствия для предсказуемости. Авторы изучают, как знакомый сигнал с периодом два–три года проявляется в струйных ветрах в обоих полушариях. Когда осцилляция сильна, этот сигнал отчетливо выделяется на фоне «шума», давая синоптикам более уверенное представление о том, как могут смещаться субтропические струйные течения. По мере того как осцилляция ослабевает и исчезает в симуляциях с высокими выбросами, этот сигнал в тропосфере тоже слабеет, и его отношение к шуму падает. Тщательно спроектированные эксперименты, сравнивающие модельные миры с осцилляцией и без неё, подтверждают вывод: без этой стратосферной ритмики многолетние колебания ключевых ветровых поясов становятся слабее и труднее предсказуемы.

Что означает исчезающие «часы ветра» для нас

Проще говоря, исследование предполагает, что если выбросы парниковых газов останутся очень высокими, долго существующий «метроном» климатической системы может замолкнуть в какой-то момент между концом XXI и XXIII веками. Его утрата не вызовет мгновенной катастрофы, но подорвет один из инструментов, которыми ученые пользуются для предвидения погодных и климатических паттернов на несколько лет вперед — включая поведение струйных течений, влияющих на бури, тепловые волны и засухи. При энергичных мерах по ограничению потепления этот скрытый «часы ветра» с высокой вероятностью сохранятся. Эти результаты добавляют ещё одну, менее очевидную цену неконтролируемого потепления: не только больше экстремальных явлений, но и будущее, в котором наша способность предвидеть их становится слабее.

Цитирование: Luo, F., Xie, F., Zhou, T. et al. The disappearing quasi-biennial oscillation under sustained global warming. Nat Commun 17, 2138 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68922-2

Ключевые слова: квазибиенальная осцилляция, струйные ветры стратосферы, предсказуемость климата, глобальное потепление, струйные течения