Члены исследовательской группы собрали образцы годичных колец деревьев в разных местах Европы, включая Балканский регион. Автор: Валери Труэ
Во время своих летних поездок в родную Бельгию профессор Университета Аризоны Валери Труэ заметила нечто, что превратило обычное любопытство в крупное научное открытие: когда солнце скрывалось за пасмурным небом, а люди вокруг нее надевали свитера вместо летней одежды, погода в Италии, Греции и на Балканах, популярных местах летнего отдыха для туристов из более прохладного климата Центральной и Северной Европы, обычно была теплой и сухой.
В Лаборатории исследований годичных колец Университета Альберты Труэ изучает годичные кольца деревьев, чтобы собрать подсказки о том, каким был климат в прошлом, читая волнистые деревянные линии, как лингвист мог бы расшифровать древний текст. Что, если, размышляла она, ключ к пониманию капризного лета в Европе может быть скрыт в деревьях, молчаливых свидетелях столетий тепла и холода, солнца, дождя и снега?
Труэ организовал международное сотрудничество для сбора образцов годичных колец по всей Европе. Команда опубликовала свои результаты — первую реконструкцию струйного течения за последние 700 лет — в журнале Nature.
Струйное течение и Черная смерть
Струйные течения — это концентрированные полосы ветра в верхних слоях атмосферы, которые путешествуют вокруг земного шара в северном и южном полушариях. Их точное местоположение не фиксировано; в ответ на изменения положения и интенсивности погодных систем высокого и низкого давления они могут смещаться на север или юг или менять свое направление, напоминая в некоторые моменты быстро текущий поток, а в другие — медленную, извилистую реку.
Оказывается, струйное течение в значительной степени определяет летний климат в Европе, и оно делает это по схеме типа качелей, которую климатологи называют «диполем».
«Когда струйное течение находится в крайнем северном положении, мы получаем более прохладные и влажные условия над Британскими островами и более теплые и сухие условия над Средиземноморьем и Балканами», — пояснила соавтор исследования Элли Бродман, бывший научный сотрудник Лаборатории исследований годичных колец деревьев, а сейчас биолог на полевой станции Секвойя-Кингс-Каньон Геологической службы США.
«Это связано с климатическими условиями, которые мы наблюдаем прямо сейчас, такими как катастрофическое наводнение в Центральной Европе».
Более жаркие условия на Балканах приводят к тому, что больше влаги, чем обычно, испаряется из Средиземного моря и выпадает дождем дальше на север. И наоборот, когда струйное течение перемещается дальше на юг, оно переносит более теплый и сухой воздух через Британские острова и переносит более низкие температуры и больше влаги в юго-восточную Европу.
Образцы древесины из Балканского региона были среди тех, которые были проанализированы для этого исследования. Автор: Валери Труэ
Измерения струйного течения начались только с конца 1940-х годов, сказала Труэ. Используя образцы годичных колец деревьев со всей Европы в качестве показателей температуры, исследовательская группа смогла реконструировать изменения струйного течения за последние 700 лет.
Каждый год деревья добавляют кольцо, состоящее из менее плотной древесины весной и более плотной древесины летом. Анализируя годичные кольца деревьев под микроскопом, дендрохронологи могут составить архив прошлых климатов.
«Мы связываем крошечные, субклеточные особенности клеточной стенки в древесине с атмосферными ветрами, которые проносятся через атмосферу на высоте многих миль над Землей, что увлекательно», — сказал Труэ.
Примечательно, что команда обнаружила, что прошлые модели струйного течения отражались на общественном уровне и были зафиксированы в исторических документах.
«У Европы долгая история записи событий», — сказал Труэ. «Например, в Ирландии были монахи, которые начали записывать штормы, случившиеся в 600-х годах, в раннем Средневековье, и у вас есть многовековые записи об урожаях винограда, ценах на зерно и эпидемиях».
Сравнивая исторические записи с реконструкцией струйного течения, команда Труэ обнаружила, что климатический диполь, созданный струйным течением, влиял на европейское общество в течение последних 700 лет, а возможно, и дольше.
«Эпидемии чаще случались на Британских островах, когда струйное течение было севернее», — сказал Труэ. «Поскольку лето было влажным и холодным, люди оставались в помещениях, и условия были более благоприятными для распространения болезней».
С 1348 по 1350 год в Ирландии свирепствовала чума, известная как Черная смерть. В то время струйное течение находилось в крайнем, крайнем северном положении над Европой.
В Шотландии, где практически не осталось живых деревьев возрастом в несколько сотен лет, группа собрала субископаемую древесину со дна озер для дендрохронологического анализа в лаборатории. Автор: Валери Труэ
Результаты предоставляют критически важные данные для улучшения климатических моделей, на которые исследователи полагаются для прогнозирования будущего климата, сказала Бродман. Многие исследования были сосредоточены на том, как струйное течение влияет на глобальное потепление.
«Это трудно сделать, если у вас есть данные только за 60 лет, поэтому реконструкция на 700 лет назад очень полезна», — сказала она. «Это позволяет вам фактически сравнивать прошлое с тем, что происходило с тех пор, как мы начали выбрасывать парниковые газы в атмосферу».
Неурожаи, лесные пожары и экстремальные погодные условия
Ученые наблюдали тенденцию, показывающую, что струйное течение постепенно смещается на север, независимо от его сезонных или более краткосрочных колебаний.
«Если объединить нашу реконструкцию с неурожаями, вы увидите, что эта тенденция, вероятно, приведет к проблемам с основными зерновыми культурами и другими типами экстремальных погодных явлений», — сказал Труэ. «Это дает вам предварительное представление о типах экстремальных событий и социальных последствий, которых мы могли бы ожидать, если эта траектория сохранится».
По словам Труэ, эти результаты также создают прецедент для будущей траектории изменения струйного течения и экстремальных погодных явлений, таких как лесные пожары.
«Мы показали, что лесные пожары на Балканах исторически случались значительно чаще, когда струйное течение находилось в северном положении, которое создает сухие и жаркие условия», — сказала она. «И это именно то, что мы видим этим летом. Результаты, которые мы видим в нашей реконструкции, проявляются в реальной жизни».
«Когда вы смотрите на то, как естественная изменчивость струйного течения сама по себе повлияла на общества, вы можете получить представление о том, что может произойти, если вы добавите больше тепла в атмосферу и больше изменчивости», — добавил Бродман. «Возможность сказать: «Хорошо, может быть, нам нужно следить за той или иной конкретной конфигурацией струйного течения» может быть очень полезна для прогнозирования экстремальных явлений, связанных с климатом».
Дополнительная информация: Валери Труэ, Управление струйными течениями в европейском климате и сельском хозяйстве с 1300 г. н. э., Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07985-x. www.nature.com/articles/s41586-024-07985-x
Информация о журнале: Nature
Предоставлено Университетом Аризоны
