Крупномасштабная циркуляция управляет выходом атмосферных рек на берег в западной части Соединённых Штатов

Почему реки в небе важны

Жители побережья западной части США всё чаще слышат о «атмосферных реках», когда в заголовках появляются наводнения, оползни или сильные снегопады. Эти длинные узкие коридоры влаги в атмосфере приносят и жизненно важную воду, и опасные ливни. В этом исследовании показано, что многие из наиболее значимых атмосферных рек, достигающих западных штатов, обусловлены не только привычными штормовыми системами, но и медленно меняющимся, охватывающим континент ветровым паттерном над Северной частью Тихого океана, который тихо направляет влагу к побережью.

Невидимые автомагистрали воды

Атмосферные реки подобны воздушным конвейерам, переносящим гигантские массы водяного пара из тропиков к полюсам. Зимой они являются основным источником дождя и горного снега для Калифорнии и Северо‑Запада Тихоокеанского региона, помогая пополнять водохранилища и снежный покров. В то же время, когда они застаиваются над одной областью или следуют подряд, они могут вызвать сильные наводнения и оползни. Традиционно учёные представляли эти реки в виде узких языков влаги прямо перед мощными океанскими штормами — экзотропическими циклонами — рассматривая их в основном как побочный продукт этих быстро движущихся погодных систем.

Новый взгляд на шторм и фоновые потоки

Авторы пересмотрели эту картину, используя «мульти масштабный индекс», который отделяет быстрые штормовые движения от медленных, охватывающих континент схем воздушных потоков в реанализных данных с 1979 года. Над открытым Северным Тихим океаном большинство атмосферных рек действительно совпадало с энерговыми штормами, что согласуется с классическим представлением. Но по мере приближения этих полос влаги к западному побережью США связь ослабевала. Анализ показал, что заходящие на берег атмосферные реки там часто получают значительную долю транспорта влаги от широких, медленно меняющихся циркуляционных структур, действующих на временных масштабах в несколько недель, а не только нескольких дней.

Замкнутый паттерн вокруг Северного Тихого океана

При более глубоком анализе исследование выявило повторяющийся крупномасштабный паттерн в верхневых ветрах и давлении, который обвивает Северную часть Тихого океана подобно гигантской атмосферной петле. Авторы называют этот феномен циркум‑Севернотихоокеанским, или CNP, паттерном. В своей «положительной» фазе этот паттерн формирует квазистационарный коридор юго‑западных ветров, который затягивает влажный субтропический воздух и направляет его к западной части США. Когда этот медленно движущийся коридор накладывается на обычные проходящие штормы, их воздействия суммируются. Результатом становится «промежуточный» тип атмосферной реки, питаемый как быстрыми штормами, так и крупномасштабным фоновым потоком. Такие гибридные реки, как правило, длиннее и шире и проникают дальше вглубь суши, чем случаи, вызванные только штормами.

Почему некоторые события особенно разрушительны

Сравнивая разные типы заходящих на берег атмосферных рек, авторы обнаружили, что промежуточные события, подпитываемые CNP‑паттерном, приносят в некоторые районы западных штатов вдвое больше зимних осадков, чем чисто штормовые реки. Они также с большей вероятностью попадают в высшие категории воздействия, используемые синоптиками, главным образом потому, что дольше застаиваются над одной и той же областью, а не потому, что их пик интенсивности заметно выше. Яркий пример — событие в конце декабря 2022 года в Калифорнии: хотя прошло несколько обычных штормов, пролонгированное и экстремальное поступление влаги поддерживалось главным образом персистентным крупномасштабным коридором, связанным с CNP‑паттерном, что во многих местах вывело ситуацию в наиболее опасную категорию.

Что это значит для прогнозов и будущего

Для жителей, водных менеджеров и служб чрезвычайного реагирования ключевое сообщение состоит в том, что наиболее значимые атмосферные реки вдоль западного побережья США часто обязаны своей мощью партнерству между локальными штормами и обширным, медленно развивающимся ветровым паттерном над Северным Тихим океаном. Это означает, что мониторинг и прогнозирование этих крупномасштабных структур, а не только отдельных штормов, будут иметь решающее значение для улучшения предупреждений за недели до события. Это также указывает на то, что для понимания того, как изменение климата изменит риски наводнений и водоснабжения, учёным необходимо отслеживать, как реагируют эти широкие циркуляционные паттерны, а не только сколько дополнительной влаги сможет удерживать более тёплая атмосфера.

Цитирование: Park, C., Ming, Y. Large-scale circulation drives atmospheric river landfall in the western United States. Commun Earth Environ 7, 378 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03281-w

Ключевые слова: атмосферные реки, циркуляция над Северной частью Тихого океана, наводнения на западном побережье США, подсезонное предсказание, вариабельность климата