Взаимодействие атмосферных рек и морских тепловых волн в Северной части Тихого океана

Почему важны тепло океана и «реке неба»

По мере потепления планеты мировые океаны устанавливают рекорды по теплу, что несет серьезные последствия для морской жизни, рыболовства и прибрежных сообществ. Одновременно полосы влаги в атмосфере, известные как «атмосферные реки», вызывают сильные дожди и наводнения на суше. В этом исследовании поставлен своевременный вопрос: как эти две мощные силы — морские тепловые волны в океане и атмосферные реки в атмосфере — взаимодействуют над Северной частью Тихого океана и что это значит для будущих климатических рисков?

Два экстремала в меняющемся климате

Морские тепловые волны — это продолжительные периоды аномально теплой температуры поверхности океана, которые могут отбеливать кораллы, сдвигать распределение рыб и подрывать морские экосистемы. Атмосферные реки — это обширные узкие потоки водяного пара, переносящие влагу из тропиков в более высокие широты и часто вызывающие сильные дожди и ветры при выходе на сушу. Хотя каждое явление изучалось отдельно, их взаимное влияние на поверхности океана оставалось неясным. На основе четырех десятилетий спутниковых наблюдений температуры поверхности моря и атмосферных реанализов за 1982—2023 годы авторы систематически отслеживали, где и когда появлялись эти океанические и атмосферные экстремумы над Северным Тихим океаном и как часто они перекрывались по пространству и времени.

2023 год: исключительный год перекрытий

2023 год дал наглядный природный эксперимент. Запасы тепла в мировом океане достигли рекордных значений, и в Северной части Тихого океана наблюдались широко распространенные и необычно продолжительные морские тепловые волны, в некоторых районах у побережья Японии тепло сохранялось большую часть года. Одновременно атмосферные реки неоднократно пересекали бассейн, включая шторма, заливавшие Калифорнию, и вызвавшие экстремальные осадки в Китае. Исследование показывает, что в 2023 году почти треть всех случаев атмосферных рек в Северном Тихом океане прошла над водами, уже находившимися в состоянии морской тепловой волны, а примерно одна из десяти ячеек, отмеченных как морская тепловая волна, совпадала с атмосферной рекой в любой данный день. Анализ теплового баланса верхнего слоя океана в зонах перекрытия показал, что дополнительный нагрев определялся в основном усиленным притоком тепла из атмосферы на поверхность моря главным образом в виде скрытого (латентного) тепла, а также дополнительного длинноволнового и чувствительного тепла.

Четыре десятилетия связи неба и моря

Рассмотрев полный 42‑летний ряд, исследователи обнаружили, что перекрытия — не редкое совпадение, а обычная черта климата Северного Тихого океана. Примерно 85% событий атмосферных рек и 57% морских тепловых волн были связаны с другим явлением в какой‑то момент своего существования, особенно в поясе средних широт около 40° с.ш., где оба явления встречаются часто. Морские тепловые волны, пересекавшиеся с атмосферными реками, как правило, были более длительными и интенсивными, чем те, которые не пересекались, особенно после 2010 года, когда ускорилось потепление океана. Детальные сравнения показали, что в дни совпадения двух явлений температуры поверхности моря и скорости подповерхностного нагрева были значительно выше в северной части бассейна, чем в соседних днях морских тепловых волн без атмосферных рек, что указывает на то, что эти насыщенные влагой штормы активно усиливают текущие океанические тепловые экстремумы.

Когда теплое море отвечает атмосферным рекам

Влияние работает и в обратном направлении. Когда атмосферные реки проходили над морскими тепловыми волнами, исследование зафиксировало тонкие, но стабильные изменения в самих штормах. Над теми же треками штормов области над аномально теплой водой показывали немного более слабые горизонтальные ветры и небольшое уменьшение общего переноса влаги, даже при том что в этих зонах увеличивалась влажность и конвективная активность. Фактически теплая поверхность океана способствовала большему подъему воздуха и образованию облаков, что нарушало низкоуровневую структуру ветра, обычно организующую атмосферную реку. В результате наблюдалось умеренное ослабление силы реки во многих регионах, хотя в некоторых высоких широтах ответ был обратным, где дополнительная влага перевешивала ослабление ветра. Эта двусторонняя связь подчеркивает сложный танец между теплом океана и атмосферными шторми, а не одностороннее влияние.

Что это значит для будущих климатических рисков

В целом результаты показывают двунаправленную связь между морскими тепловыми волнами и атмосферными реками над Северным Тихим океаном. Атмосферные реки действуют как подвижные пояса тепла и влаги, которые могут усиливать и продлевать морские тепловые волны, особенно в более прохладных северных водах, в то время как морские тепловые волны тонко меняют структуру и силу рек, проходящих над ними. По мере того как изменение климата продолжает нагревать океаны и смещать треки штормов, такие тесные связи повышают вероятность сложных событий — периодов, когда опасное тепло в океане и разрушительные шторма происходят одновременно. Понимание этого взаимодействия неба и моря в разных океанических бассейнах и в сценариях будущего потепления будет ключевым для прогнозирования рисков для прибрежных сообществ, морских экосистем и водных ресурсов в быстро меняющемся климате.

Цитирование: Zhang, L., Song, Y., Huang, W. et al. Interaction between atmospheric rivers and marine heatwaves in the North Pacific. npj Clim Atmos Sci 9, 74 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01350-7

Ключевые слова: атмосферные реки, морские тепловые волны, Северный Тихий океан, взаимодействие атмосферы и моря, сложные климатические экстремумы