Антропогенное изменение климата приводит к выраженной реорганизации зимних режимов атмосферной циркуляции над Северной Атлантикой

Почему зимние ветры над Атлантикой важны для вас

Зимняя погода, формирующая повседневную жизнь в восточной части Северной Америки и Европе, определяется крупными ветровыми структурами высоко над Северной Атлантикой. Эти структуры решают, будет ли сезон штормовым или спокойным, влажным или сухим, мягким или леденяще холодным. В этом исследовании поставлен важный вопрос: по мере того как человек нагревает планету, меняем ли мы также сами крупномасштабные зимние паттерны — не только повышая температуры, но и изменяя поведение атмосферы над Северной Атлантикой?

Крупные климатические паттерны, стоящие за привычной погодой

Зимний климат над Северной Атлантикой организован в несколько повторяющихся «режимов», или предпочитаемых схем циркуляции в атмосфере. Одним из важнейших является Североатлантическая осцилляция (NAO), описывающая разницу давления между областью низкого давления у Исландии и областью высокого давления у Азорских островов. Когда эта разница велика (положительная фаза NAO), западные ветры усиливаются и смещаются к северу, часто принося в северную Европу мягкие, влажные зимы и создавая более сухие условия в некоторых районах южной Европы и Средиземноморья. Когда разница слаба или обращена (отрицательная фаза NAO), струйное течение ослабевает или смещается, что способствует более холодным зимам в Европе и другим региональным изменениям. Понимание того, меняет ли глобальное потепление частоту и силу этих режимов, имеет прямые последствия для наводнений, засух, ветровой энергетики и сельского хозяйства в атлантическом регионе.

Моделирование столетий зимнего неба

Чтобы отделить естественные колебания от вызванных человеком изменений, авторы использовали 100 реализаций передовой климатической модели, охватывающей период 1850–2100 гг. в сценарии с высокими выбросами. Поскольку каждая реализация испытывает одинаковое внешнее принуждение, но начинается с немного разных начальных условий, их среднее описывает вынужденный климатический отклик на парниковые газы и другие факторы, а разброс между ними представляет внутреннюю изменчивость. Команда сосредоточилась на зимнем сезоне (декабрь–февраль) и изучала циркуляцию на высоте приблизительно 5 километров над поверхностью, где течет струйное течение средних широт, а также температуру у поверхности. Они использовали статистические методы для выделения основных паттернов, связывающих верхнеатмосферную циркуляцию и поверхностное потепление, затем идентифицировали отдельные атмосферные режимы с помощью кластеризации выходных данных модели до и после ключевого поворотного момента около 1995 года, когда становится заметным явное влияние человека на циркуляцию над Северной Атлантикой.

Количество режимов то же, но изменяется их характер

Анализ показывает, что при учете внешнего принуждения Северная Атлантика продолжает демонстрировать четыре основных зимних режима циркуляции как до, так и после 1995 года. Однако их пространственные структуры реорганизуются в условиях глобального потепления. Центры низкого и высокого давления смещаются к северу, и наиболее часто встречающийся режим после 1995 года больше напоминает положительную фазу NAO, с более четко выраженной исландской депрессией и азорским антициклоном. Одновременно внутренняя, автономная часть циркуляции — то, что атмосфера делала бы при неизменных внешних условиях — теряет один из режимов после 1995 года и становится доминированной одним, более слабым паттерном. Это указывает на то, что антропогенное потепление не просто добавляет фоновый тренд, но активно подавляет некоторые естественные состояния циркуляции и делает другие более устойчивыми.

NAO смещается в положительную сторону, затем ослабляется к концу века

Говоря конкретно о NAO, модель воспроизводит его знакомую дипольную структуру и историческое поведение. При учете вынужденного отклика средний индекс NAO склоняется к более положительным значениям в течение большей части XXI века, то есть зимы с сильной контрастностью давления между Исландией и Азорами становятся более частыми. Одновременно общая изменчивость NAO снижается: колебания между положительными и отрицательными фазами становятся менее выраженными. Интригующе, к концу века наблюдается умеренное восстановление событий с низкой интенсивностью отрицательной NAO, что способствует некоторому ослаблению положительной тенденции. По физическим причинам эти изменения связаны со сдвигами в струйном течении среднего тропосферного уровня: режимы с положительной NAO характеризуются более сильными, слегка смещенными к полюсу западными ветрами, тогда как в режимах с отрицательной NAO струйное течение слабее и смещено немного к экватору.

Что это значит для будущих зим

Для широкого читателя ключевое послание таково: вызванное человеком изменение климата реорганизует «транспортные полосы» зимней атмосферы над Северной Атлантикой. Широкий набор режимов циркуляции не исчезает, но некоторые становятся более частыми и устойчивыми, в то время как другие слабеют. Природная внутреняя изменчивость климатической системы в определенных отношениях приглушается, особенно для NAO, хотя экстремальные отрицательные события по-прежнему могут происходить. Эта меняющаяся равновесие помогает объяснить, почему будущие зимы могут приносить более устойчивые траектории штормов, осадки и распределение температур по Европе и восточной Северной Америке, наложенные на общее потепление. Это также подчеркивает, что планирование в условиях будущего климата должно учитывать не только повышение температур, но и то, как перестраиваются подлежащие атмосферные режимы, определяющие повседневную погоду.

Цитирование: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Verjans, V. et al. Anthropogenic climate change leads to a pronounced reorganisation of wintertime North Atlantic atmospheric circulation regimes. Commun Earth Environ 7, 155 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03180-0

Ключевые слова: Североатлантическая осцилляция, атмосферная циркуляция, изменение климата, зимняя погода, струйное течение