Антропогенные аэрозоли могут формировать маршруты зимних циклонов в средних широтах

Почему зимние штормы и загрязнение воздуха важны

Зимние штормы, проходящие через Северную Пацифику, приносят не только дождь и ветер на побережья. Эти циклоны средних широт переносят тепло и влагу в сторону Арктики, влияя на морской лед, промыслы и погодные условия, ощущаемые по всему Северному полушарию. В исследовании показано, что антропогенное загрязнение воздуха из Восточной Азии меняет не только интенсивность этих штормов, но и их траектории — смещая пути ближе к полюсу и потенциально ускоряя потерю арктического морского льда.

Штормовые «магистрали» в меняющейся атмосфере

Циклоны средних широт следуют предпочитаемым «штормовым маршрутам», подобно тому как самолёты используют загруженные коридоры. Авторы проанализировали четыре десятилетия метеорологических данных, сравнивая зимы с относительно чистым воздухом над Восточной Азией и зимы с сильной дымкой, уделяя внимание циклонам, формирующимся по ветру от региона. Они обнаружили, что в высокозагрязнённые зимы штормы над Северной Пацификой в среднем оказываются заметно севернее, чем в чистые годы. Больше штормов проникает на очень высокие широты, что означает, что больше систем способно переносить тепло и влагу в Арктику. При этом точки возникновения штормов почти не смещаются, что указывает на то, что изменяется развитие и эволюция циклонов, а не места их зарождения.

Проверка эффекта в климатической модели

Чтобы отделить влияние аэрозолей от других факторов, таких как рост парниковых газов и естественные колебания климата, команда провела длинные симуляции с детализированной атмосферной моделью. В одном наборе прогонов использовался стандартный уровень антропогенных выбросов аэрозолей. В другом выбросы над Восточной Азией увеличили в десять раз, чтобы приближенно отразить уровни дымки, наблюдаемые со спутников. Температура поверхности моря и морской лед оставались фиксированными в повторяющемся годичном цикле, чтобы каждый смоделированный год служил независимым тестом. При повышении загрязнения модель воспроизвела явное смещение штормового маршрута Северной Пацифики к северу. Штормов стало меньше над центральной частью Тихого океана и больше вблизи Японии и в Беринговом море, а струйное течение на больших высотах также сдвинулось в полярном направлении.

Как крошечные частицы управляют гигантскими штормами

Ключ к этому смещению — во взаимодействии аэрозолей с облаками и осадками внутри циклонов. Частицы аэрозолей служат «зернами» для капель облака. Когда они многочисленны, образуется много мелких капель вместо нескольких крупных, что, как правило, задерживает выпадение осадков. В модели это означало, что дождя падало меньше в южных и юго-восточных частях циклонов, что позволило большему объёму влаги подниматься вверх и направляться к северу вдоль тёплых конвейерных потоков штормов. По мере того как эта влага конденсировалась и замерзала выше в атмосфере, в северо-восточных частях циклонов выделялось дополнительное тепло. Это нагревание изменяло внутренний баланс вращения и температуры в шторме так, что становилось более вероятным плавное смещение к полюсу.

Цепная реакция от облаков до Арктики

Чтобы диагностировать это поведение, исследователи изучали циклоны с помощью величины, называемой потенциальной вихревостью, которая объединяет вращение и устойчивость в атмосфере. Они обнаружили, что при загрязнённых условиях на северо-восточной стороне штормов эта величина сильнее увеличивалась — как из‑за изменённых ветров, так и из‑за дополнительного тепла, выделяемого облачными процессами. Такая схема изменений способствует миграции центров давления у поверхности в полярном направлении по мере усиления штормов. Исследование также указывает на то, что в этом регионе и сезоне сдвиги сильнее детерминируются аэрозолями, чем скромным уровнем глобального потепления за тот же период.

Что это значит для морского льда и будущей политики

Смещая зимние штормы в более высокие широты, загрязнение Восточной Азии может уже способствовать тому, чтобы в Арктику поступало больше тепла и влаги, что ускоряет таяние морского льда. Авторы отмечают, что в годы с большим числом циклонов Северной Пацифики, проникающих в Арктику, обычно наблюдается меньше льда в Беринговом море, что предполагает связь между поведением штормов и отступлением льда. В перспективе само по себе глобальное потепление ожидаемо будет смещать штормовые трассы к полюсу, но сокращение выбросов аэрозолей в Восточной Азии может частично компенсировать это смещение. Иными словами, очистка воздуха может немного ослабить давление на арктический морской лед, даже по мере продолжения изменения климата. Работа подчёркивает, как действия в одной промышленной зоне могут перестраивать пути штормов и полярный климат на тысячи километров.»}

Цитирование: Cao, D., Xu, D., Lin, Y. et al. Anthropogenic aerosols can shape the winter mid-latitude cyclone tracks. npj Clim Atmos Sci 9, 109 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01377-w

Ключевые слова: циклоны средних широт, азиатские аэрозоли, бури над Северной Пацификой, арктический морской лед, смещение маршрутов штормов