В 2021 году катастрофические наводнения захлестнули города Германии, Бельгии и Нидерландов, затопили тоннели метро в Китае, пронеслись по северо-западу Африки и вызвали смертоносные оползни в Индии и Японии. Жара и засуха вызвали лесные пожары на западе Северной Америки и в Сибири, привели к нехватке воды в Иране и усугубили голод в Эфиопии, Сомали и Кении.
Подобные экстремальные явления все чаще вызываются или усугубляются в результате антропогенного воздействия на климат Земли. На протяжении тысячелетий климат Земли не менялся так быстро и глубоко, как это происходит сегодня.
Однако в меньших масштабах люди уже наблюдали волны экстремальных погодных явлений, совпадающих с изменениями температуры. Это произошло во время так называемого Малого ледникового периода - периода между XIV и XIX веками, который характеризовался крупными извержениями вулканов и резкими похолоданиями в некоторых частях света.
Считается, что даже в самые холодные десятилетия Малого ледникового периода средняя глобальная температура охлаждалась менее чем на полградуса Цельсия, однако в отдельных регионах экстремальные явления были обычным делом.
В дневниках и письмах того периода люди писали о "годах без лета", когда ветреная погода сохранялась долгое время после наступления весны. В один из таких летних периодов, в 1816 г., холод, последовавший за мощным извержением вулкана в Индонезии, погубил урожай в некоторых регионах Европы и Северной Америки. Менее известны необычайно холодные европейские лета 1587, 1628 и 1675 годов, когда несезонные морозы вызывали страх, а в некоторых местах и голод.
"Ужасно холодно, - писала писательница Мари де Рабутен-Шанталь из Парижа в последний из этих лет, - поведение солнца и времен года изменилось".
Не менее страшными были и зимы. По сообщениям людей, в 17 веке метели бушевали даже на юге Флориды и в китайской провинции Фуцзянь. Морской лед задерживал корабли, неоднократно перекрывал Чесапикский залив и замерзал на реках от Босфора до Мёз. В начале 1658 г. лед настолько полностью покрыл Балтийское море, что шведская армия прошла по воде, разделяющей Швецию и Данию, и взяла в осаду Копенгаген. В стихах и песнях говорится о том, что люди просто замерзали насмерть, ютясь в своих домах.
Это были холода, а не волны жары, но в целом история должна показаться знакомой: Небольшое глобальное изменение климата резко изменило вероятность экстремальных погодных явлений на местах. Ученые, изучающие историю климата и общества выявляют эти изменения в прошлом и выясняют, как на них реагировало человеческое население.
Что стоит за экстремальными явлениями
Мы знаем о Малом ледниковом периоде, поскольку в природе существует множество таких объектов, как деревья, сталагмиты и ледяные щиты, которые реагируют на погодные условия, постепенно увеличиваясь или накапливаясь с течением времени. Специалисты могут использовать прошлые колебания их роста или химического состава в качестве индикаторов колебаний климата и таким образом создавать графики или карты - реконструкции - которые показывают исторические изменения климата.
Эти реконструкции показывают, что волны похолодания охватили большую часть земного шара. Они также указывают на вероятные причины, включая серию взрывных извержений вулканов, которые резко выбросили в стратосферу пыль, рассеивающую солнечный свет, и медленную внутреннюю изменчивость региональных моделей циркуляции атмосферы и океана.
Однако эти причины могли охладить Землю лишь на несколько десятых долей градуса Цельсия во время самых холодных волн Малого ледникового периода. И это охлаждение было не столь последовательным, как современное потепление.
Небольшие глобальные тенденции могут маскировать гораздо более значительные локальные изменения. Исследования показали, что незначительное похолодание, вызванное извержениями вулканов, может уменьшить обычный контраст между температурами суши и моря, поскольку суша нагревается и остывает быстрее океана. Поскольку этот контраст приводит в движение муссоны, после сильных извержений летние муссоны в Африке и Восточной Азии могут ослабевать. Это, вероятно, нарушило атмосферную циркуляцию вплоть до Северной Атлантики, уменьшив приток теплого воздуха в Европу. Именно поэтому, например, в 1816 году, когда не было лета, в некоторых районах Западной Европы температура остыла более чем на 3 C, в то время как на остальной части земного шара она была гораздо меньше.
Петли обратной связи также усиливали и поддерживали региональное похолодание, подобно тому, как они усиливают региональное потепление сегодня. Например, в Арктике более низкие температуры могут означать увеличение количества и продолжительности существования морского льда. Лед отражает больше солнечного света обратно в космос, чем вода, и эта обратная связь приводит к еще большему похолоданию, увеличению количества льда и т.д. В результате сравнительно скромные климатические изменения Малого ледникового периода, вероятно, имели глубокие локальные последствия.
Изменение характера атмосферной циркуляции и давления также привело к тому, что во многих регионах наблюдалась удивительно влажная, сухая или штормовая погода.
Обильные морские льды в Гренландском море могли изменить направление североатлантических штормов на юг, в результате чего сильные штормы обрушились на дамбы и плотины современных Нидерландов и Бельгии. Тысячи людей погибли во время наводнения в День всех святых в 1570 году на побережье Германии и Нидерландов, а также во время Рождественского наводнения 1717 года. Обильные осадки и вода, скопившаяся за плотинами тающего льда, неоднократно преодолевали неадекватную защиту от наводнений и затапливали центральную и западную Европу. "Кто не пожалеет города?" - сетовал один летописец, увидев в 1602 году, как его город погружается в воду, а затем горит. "Один шторм, одно наводнение, один пожар уничтожили все это".
Охлаждение температуры поверхности моря в северной части Атлантического океана, вероятно, также привело к смещению ветров, приносящих дожди в районе экватора, на юг, что спровоцировало засухи, подорвавшие водную инфраструктуру Ангкора XV века.
Возможно, из-за умеренного охлаждения вулканической пылевой завесы нарушение циркуляции атмосферы привело в XVI в. к сильным засухам, вызвавшим нехватку продовольствия в Османской империи. В 1640 г. просто пересох грандиозный канал, снабжавший Пекин продовольствием, а короткая, но сильная засуха 1666 г. подготовила деревянную инфраструктуру европейских городов к волне катастрофических городских пожаров.
Как это относится к сегодняшнему дню?
Сегодня температурный сдвиг идет в обратном направлении - глобальная температура уже на 1 C (1,8 F) выше, чем до начала индустриальной эпохи, и по всему миру происходят локальные, иногда разрушительные, экстремальные явления.
Новое исследование показало, что экстремальные волны тепла, которые не просто бьют рекорды, а побивают их, становятся более распространенными при резком изменении температуры.
Это служит предупреждением для правительств о необходимости удвоить усилия по ограничению потепления до 1,5 C (2,7 F) по сравнению со средним значением 20-го века, а также инвестировать в разработку и внедрение технологий, позволяющих отфильтровывать парниковые газы из атмосферы.
Восстановление химического состава атмосферы займет многие десятилетия после того, как страны снизят выбросы парниковых газов, а сообществам придется адаптироваться к более жаркой и менее пригодной для жизни планете. Государства и сообщества могут извлечь уроки из успешного опыта Малого ледникового периода: Процветающими были те группы населения, которые обеспечивали свою бедноту, создавали разнообразные торговые сети, мигрировали из уязвимых мест и, прежде всего, активно адаптировались к новым экологическим реалиям.
Люди, жившие во время Малого ледникового периода, лишены, возможно, самого важного ресурса, доступного сегодня: способности извлекать уроки из долгой глобальной истории человеческих реакций на изменение климата.
Этот прорыв в медицине обычно приписывают одному человеку, Фредерику Бантингу, который искал лекарство от диабета. Но создание надежного средства для лечения диабета зависело от исследований двух других ученых, Оскара Минковского и Сёрена Сёренсена, которые ранее проводили исследования на, казалось бы, несвязанные темы.
История инсулина иллюстрирует тот факт, что медицинские инновации строятся на фундаменте науки, а затем требуются квалифицированные инженеры, чтобы вывести лечение из лаборатории и доставить его людям, которые в нем нуждаются.
Эта идея, в некотором роде, заложена в правилах легкой атлетики. В соревнованиях с несколькими забегами - от студенческого уровня до Олимпийских игр - люди, показавшие более высокое время в ранних забегах, назначаются на средние дорожки в последующих забегах. Другими словами, самые быстрые бегуны получают вознаграждение в виде, как предполагается, лучших дорожек.
Моя недолгая беговая карьера давно позади, но в своей профессиональной деятельности я много думаю об использовании статистики для извлечения смысла из данных. В преддверии Олимпийских игр я решил проверить достоверность фольклора о распределении дорожек, оставшегося со времен моей спринтерской карьеры.
Используя данные Международной ассоциации легкоатлетических федераций за 20 лет, я обнаружил, что давние убеждения о преимуществе дорожки не подтверждаются данными. И на самом деле, в спринте на 200 метров данные свидетельствуют о том, что дорожки, которые часто воспринимаются как наименее желательные, на самом деле являются самыми быстрыми.
Первым шагом в создании модели затонувшего корабля было обучение компьютера тому, как выглядит затонувший корабль. Также важно было научить компьютер отличать затонувшие корабли от рельефа морского дна. Для этого понадобилось множество примеров кораблекрушений. Также нужно было научить модель тому, как выглядит естественное дно океана.
Удобно, что Национальное управление океанических и атмосферных исследований ведет общедоступную базу данных о затонувших кораблях. У нее также есть большая общедоступная база данных различных видов изображений, собранных по всему миру, включая сонарные и лидарные снимки морского дна.
Скорость бега, плавания или гребли, высота или длина прыжка, точность попадания в цель, равновесие или подъем веса в значительной степени зависят от того, на чем сосредоточено внимание спортсмена.
Исследования показывают, что то, на чем концентрируется внимание спортсмена, может стать разницей между завоеванием золота и непопаданием в команду. Удивительным может оказаться тот факт, что переключение внимания с себя - того, что происходит в вашем теле, - на то, что находится снаружи - то, чего вы пытаетесь достичь, - является выигрышной стратегией.
Техническая поддержка проекта ВсеТут