Наука, стоящая за экстремальными погодными явлениями и их причинами

Понимание экстремальных погодных явлений: всесторонний научный обзор

Экстремальные погодные явления в последние годы становятся все более частыми и серьезными, привлекая внимание ученых, политиков и общественности. Последние два года (2023 и 2024) побили предыдущие рекорды с 28 и 27 миллиардами долларов катастроф, соответственно. Понимание науки, стоящей за этими явлениями, имеет решающее значение для разработки эффективных ответных мер и смягчения их воздействия на сообщества, инфраструктуру и экосистемы во всем мире.

Погодные и климатические катастрофы, обошедшиеся в миллиарды долларов в первой половине 2025 года, обошлись США в 101,4 млрд долларов. Эти ошеломляющие цифры подчеркивают настоятельную необходимость понимания механизмов, способствующих экстремальным погодным условиям, и реализации стратегий, которые могут снизить уязвимость и повысить устойчивость перед лицом нашего изменяющегося климата.

Что такое экстремальные погодные явления?

Экстремальное метеорологическое событие определяется как «событие, которое редко встречается в определенном месте и времени года», а экстремальное климатическое событие как «паттерн экстремальной погоды, который сохраняется в течение некоторого времени, например, сезона». Эти события значительно отличаются от средних или ожидаемых моделей для данного местоположения и могут проявляться в различных формах в разных регионах и сезонах.

Типы экстремальных погодных явлений

Экстремальные погодные явления охватывают широкий спектр явлений, каждое из которых имеет различные характеристики и воздействия:

Тепловые волны и тепловые купола: Длительные периоды чрезмерно жаркой погоды, которые могут вызвать связанные с жарой болезни и смертельные случаи
Осадки и наводнения: Интенсивные осадки, которые могут перегружать дренажные системы и вызывать разрушительные наводнения
Сильные штормы и ураганы: Мощные циклонические системы, несущие разрушительные ветры, штормовые нагоны и проливные дожди
Снежные бури и метели: Экстремальные зимние погодные явления, характеризующиеся сильным снегопадом и сильными ветрами
Засухи: Продленные периоды аномально низких осадков, приводящих к нехватке воды
Атмосферные реки: Узкие коридоры концентрированного переноса влаги, которые могут доставлять экстремальные осадки
Бомбовые циклоны: Быстрое усиление систем низкого давления, которые производят тяжелые погодные условия
Дерехо: Широко распространенные, продолжительные бури с прямолинейными ветрами
Нарушения полярного вихря: События, когда воздушные массы Арктики движутся на юг, принося экстремальные холода

Погодные явления в публичном дискурсе

Такие вещи, как полярный вихрь и бомбогенез, атмосферная река и дерехо, существуют уже десятилетия, особенно в литературе по атмосферным наукам и метеорологии. Хотя эти термины могут показаться новыми для широкой публики, они представляют собой хорошо зарекомендовавшие себя научные концепции, которые приобрели известность из-за увеличения экстремальных погодных явлений и улучшения научной коммуникации.

Атмосферные реки представляют собой узкие, удлиненные коридоры концентрированного переноса влаги, которые происходят в нижних слоях атмосферы, опережая холодный фронт во внетропическом циклоне. Они являются крупнейшими транспортными механизмами пресной воды на Земле. Эти явления могут обеспечить благоприятные осадки для водных ресурсов, но также представляют значительные риски наводнений, когда они совершают выпадение на сушу.

Штормы с центральным давлением, которые падают в среднем не менее 1 миллибар в час в течение 24 часов, называются «бомбовыми циклонами». Во время бомбового циклона центральное давление шторма быстро падает, что приводит к усилению ветров и осадков. Эти быстро усиливающиеся системы могут вызывать ураганные ветры и экстремальные осадки в регионах средней широты.

Роль изменения климата в экстремальной погоде

Изменение климата стало важным фактором увеличения частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений. Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, «привели к увеличению частоты и/или интенсивности некоторых экстремальных погодных и климатических явлений». Научные данные, связывающие деятельность человека с изменениями экстремальных погодных условий, значительно усилились в последние годы.

Как повышение температуры влияет на погодные условия

Повышение глобальных температур влияет на погодные условия с помощью нескольких взаимосвязанных механизмов:

Изменение климата уже увеличило величину и частоту экстремальных горячих явлений и уменьшило частоту и интенсивность горячих экстремумов, а также уменьшило частоту и интенсивность холодных экстремумов.
Усиление атмосферной влажности:] Прогнозы климатической модели показывают, что увеличение водяного пара приводит к устойчивому увеличению экстремальных осадков повсюду, с величиной, которая варьируется от 4% до 8% на градус Цельсия поверхностного потепления. Более теплый воздух может удерживать больше влаги, что приводит к более тяжелым событиям осадков.
Повышение уровня моря: Повышение уровня моря повышает риск затопления прибрежных районов во время штормов. Экстремальные события уровня моря, которые ранее происходили один раз в 100 лет, могут происходить каждый год к концу этого века.
Потепление океана: Более высокие температуры океана могут питать более интенсивные тропические циклоны и влиять на морские экосистемы

Наука атрибуции: связь событий с изменением климата

Всемирная метеорологическая атрибуция использует метеорологические наблюдения и климатические модели, чтобы понять, как изменение климата влияет на интенсивность и вероятность экстремальных погодных явлений. Эта относительно новая область науки об атрибуции революционизировала нашу способность понимать роль антропогенного изменения климата в конкретных погодных явлениях.

Наука атрибуции вычисляет вероятность или тяжесть конкретного события, происходящего сегодня, по сравнению с тем, как оно могло развернуться в воображаемом мире, который люди не согрели. Вероятностное приписывание включает ученых, запускающих климатические модели тысячи раз в сценариях с антропогенным изменением климата и без него, а затем сравнивающих их. Это позволяет им сказать, насколько более вероятным, интенсивным или длительным событием было вызвано изменением климата.

Все 67 экстремальных тепловых явлений, которые были определены как значительные на основе рекордных температур или серьезных воздействий на людей или имущество, были обнаружены под влиянием изменения климата. Этот вывод из недавних исследований демонстрирует повсеместное влияние антропогенного потепления на экстремальные температуры во всем мире.

70 процентов из 405 экстремальных погодных явлений были сделаны более вероятными или более интенсивными из-за антропогенного изменения климата. 92 процента из 122 исследований атрибуции экстремальной жары обнаружили, что изменение климата сделало их более вероятными или более серьезными. 58 процентов из 81 исследования осадков обнаружили, что человеческая деятельность сделала их более вероятными или интенсивными.

Механизмы обратной связи и усиления

Цикл обратной связи может усугубить экстремальные погодные явления и ускорить изменение климата посредством самоусиливающихся циклов:

Обратная связь между ледяным покровом и альбедо:] По мере таяния полярных льдов меньше солнечного света отражается обратно в космос, что приводит к дальнейшему потеплению Арктики и прилегающих регионов. Это может повлиять на структуру атмосферной циркуляции во всем мире.
Обратная связь лесных пожаров и углерода: Повышение температуры и условия засухи приводят к более частым и интенсивным лесным пожарам, которые выделяют накопленный углекислый газ обратно в атмосферу, что еще больше нагревает планету.
Оттаивание вечной мерзлоты:] Дальнейшее потепление усилит таяние вечной мерзлоты, а также потерю сезонного снежного покрова, таяние ледников и ледяных щитов и потерю летнего арктического морского льда.
Интенсификация теплового купола:] Индуцированные человеком изменения климата играют значительную роль в формировании тепловых куполов, поскольку тепловые купола чаще встречаются при более высоких атмосферных температурах. Возникновение тепловых куполов способствует положительной обратной связи с увеличением изменения климата, приводя к общему повышению атмосферных температур.

Естественная изменчивость и климатические колебания

Хотя изменение климата играет значительную роль в экстремальных погодных условиях, естественная изменчивость также способствует этим событиям. Понимание взаимодействия между антропогенным потеплением и природными климатическими моделями имеет важное значение для точного прогнозирования и атрибуции.

Эль-Ниньо и явление Ла-Нинья

Эль-Ниньо и Ла-Нинья являются противоположными фазами Эль-Ниньо-Южного колебания (ENSO), которое может вызвать резкие сдвиги в погодных условиях по всему миру. Эти явления влияют на температуру океана в тропической части Тихого океана и влияют на атмосферную циркуляцию во всем мире.

Многие экстремальные события, произошедшие в начале 2024 года, были под влиянием Эль-Ниньо. Однако большинство наших исследований показало, что изменение климата сыграло большую роль, чем Эль-Ниньо, в разжигании этих событий, в том числе историческая засуха в Амазонии. Это открытие подчеркивает, как антропогенное потепление все больше доминирует над естественной изменчивостью климата.

Океанские течения и атмосферная циркуляция

Изменения океанических течений могут влиять на климат и погодные системы в региональном и глобальном масштабах. Атлантическая меридиональная циркуляция (AMOC), тихоокеанская десятичная осцилляция (PDO) и другие взаимодействия океан-атмосфера играют решающую роль в определении погодных условий.

Эксперты связывают экстремальные погодные условия в США с резко понижающимся струйным потоком. Струйный поток - это река воздуха, которая перемещает погоду с запада на восток по тропе, похожей на американские горки. Многочисленные исследования связывают необычный струйный поток и активность полярных вихрей с сокращением арктического морского льда и антропогенным изменением климата.

Локальные географические факторы

Географические особенности, такие как горы, долины и водоемы, значительно влияют на местные погодные условия и могут способствовать экстремальным погодным явлениям.

Орографические эффекты: Горы могут блокировать или перенаправлять погодные системы, что приводит к локализованным штормам на наветренных сторонах и теням дождя на подветренных сторонах
Осадки, связанные с воздействием на озеро: Крупные озера могут способствовать увеличению снегопадов в близлежащих районах за счет повышения доступности влаги и локализованных температурных контрастов
Прибрежное влияние: Близость к океанам смягчает экстремальные температуры, но может увеличить воздействие тропических циклонов и штормовых нагонов.
Городские тепловые острова: Города создают свои собственные микроклиматы, которые могут усиливать экстремальные температуры.

Понимание тепловых куполов и городских тепловых островов

Тепловой купол — это метеорологическое явление, состоящее из экстремального тепла, которое возникает, когда атмосфера захватывает горячий воздух, как будто ограничена крышкой или крышкой.Тепловые купола происходят, когда сильные атмосферные условия высокого давления остаются неподвижными в течение необычного периода времени, предотвращая конвекцию и осадки и удерживая горячий воздух «захваченным» в пределах региона.

Механика тепловых куполов

Тепловые купола могут возникать в неподвижных и сухих летних условиях, когда масса теплого воздуха нарастает, а высокое давление атмосферы Земли толкает теплый воздух вниз. Воздух затем сжимается, и, поскольку его чистое тепло теперь в меньшем объеме, оно повышается в температуре. По мере того, как теплый воздух пытается подняться, высокое давление над ним действует как купол, заставляя воздух опускаться и заставляя его становиться все горячее и горячее, в результате чего повышается давление ниже купола.

Недавние события с тепловым куполом продемонстрировали смертельный потенциал этих явлений. Портленд, штат Орегон, испытал рекордно высокую температуру 116°F во время теплового купола летом 2021 года, скачок на 42°F выше среднего. В результате события погибли 69 человек.

Эффект острова тепла

Относительная теплота города по сравнению с окружающими сельскими районами вызвана «улавливанием тепла из-за землепользования, конфигурации и дизайна построенной среды, включая планировку улиц и размер здания, теплопоглощающие свойства городских строительных материалов, уменьшенную вентиляцию, уменьшенные зеленые и водные особенности, а также внутренние и промышленные тепловые выбросы, генерируемые непосредственно от человеческой деятельности».

Разница температур между городскими районами и окружающими пригородными или сельскими районами может составлять до 5 ° C (9,0 ° F). Однако эффект может быть еще более выраженным во время экстремальных жарких явлений. В районах одного и того же города температура может отличаться примерно на 15-20 градусов по Фаренгейту в то же время в зависимости от их уровня древесного покрова.

Изменение климата не является причиной городских тепловых островов, но оно вызывает более частые и более интенсивные тепловые волны, которые, в свою очередь, усиливают эффект городского теплового острова в городах. Компактное и плотное городское развитие также может увеличить эффект городского теплового острова, что приводит к повышению температуры и увеличению воздействия.

Около 85% населения США в настоящее время проживает в районах метро, а эффект теплового острова наиболее интенсивно ощущается в Новом Орлеане, Нью-Йорке, Хьюстоне, Сан-Франциско и Ньюарке, Нью-Джерси. Это широко распространенное воздействие подчеркивает важность стратегий городского планирования, которые смягчают последствия теплового острова.

Последние экстремальные погодные тенденции и статистика

Частота и стоимость экстремальных погодных явлений резко возросли в последние годы, что является ярким свидетельством изменения климата.

Экономические последствия

Только в 2024 году в мире наблюдались рекордные температуры, причем Всемирная метеорологическая организация подтвердила, что это самый жаркий год в истории. По данным Munich Re, общие экономические потери от стихийных бедствий в 2024 году превысили 320 миллиардов долларов во всем мире, что почти на 40% выше среднегодового показателя за десятилетие.

Затраты продолжали расти, достигнув в среднем 153,2 млрд долларов в год в течение 2020-2024 годов - на 50% больше, чем в 2010-х годах. Эти тенденции отражают как рост частоты и интенсивности экстремальных погодных условий, так и растущее число людей, домов и предприятий, подверженных этим опасностям.

За первые шесть месяцев 2025 года в США произошло 14 отдельных погодных и климатических катастроф на миллиарды долларов, что обошлось в 101,4 миллиарда долларов. Лесные пожары в Лос-Анджелесе в январе 2025 года были самым дорогостоящим событием в этом году, а также самым дорогостоящим событием лесных пожаров в истории — более 60 миллиардов долларов, или примерно в два раза больше, чем предыдущий рекорд.

Здоровье и перемещение человека

За последнее десятилетие в результате стихийных бедствий, связанных с климатом, ежегодно гибнет более 20 миллионов человек. Изменение климата привело к гибели по меньшей мере 3700 человек и перемещению миллионов людей в результате 26 погодных явлений, которые мы изучали в 2024 году.

За 12-месячный период 4 миллиарда человек — около 49% мирового населения — пережили по крайней мере 30 дней экстремальной жары (выше 90% температур, наблюдаемых в их местном районе в период 1991-2020 годов). Это широко распространенное воздействие экстремальной жары подчеркивает глобальный характер климатического кризиса.

В глобальном масштабе изменение климата добавило в среднем 41 дополнительный день опасной жары в 2024 году, что угрожает здоровью людей. Страны, которые пережили наибольшее количество опасных жарких дней, в подавляющем большинстве являются небольшими островными и развивающимися государствами, которые очень уязвимы и считаются на переднем крае изменения климата.

Последние примечательные события

В 2024 и начале 2025 года наблюдались многочисленные экстремальные погодные явления, которые побили рекорды и вызвали значительные последствия.

Экстремальная погода достигла новых опасных высот в 2024 году. В этом году рекордные температуры вызвали неослабевающие волны тепла, засуху, лесные пожары, штормы и наводнения, которые убили тысячи людей и вынудили миллионы людей покинуть свои дома.
Рекордные глобальные температуры в 2024 году переводятся на рекордные ливни. От Катманду до Дубая, Рио-Гранде-ду-Сул до южных Аппалачей последние 12 месяцев были отмечены большим количеством разрушительных наводнений. Из 16 наводнений, которые мы изучали, 15 были вызваны повышением уровня осадков, вызванных изменением климата.
Лесные пожары в Южной Калифорнии привели к 30 смертельным случаям, при этом пожар в Итоне сжег 14 021 акров (5 674 га), в то время как пожар в Палисаде сжег 23 448 акров (9489 га), являясь вторым и третьим по разрушительности лесными пожарами в истории Калифорнии, соответственно.

Влияние экстремальных погодных явлений на общество

Последствия экстремальных погодных явлений выходят далеко за рамки непосредственного физического ущерба, затрагивая различные аспекты общества сложными и взаимосвязанными способами.

Последствия для здоровья человека

Экстремальная погода представляет прямую и косвенную угрозу здоровью человека:

Болезни, связанные с жарой: Повышение температуры может привести к тепловому истощению, тепловому удару и обострению сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний
Ухудшение качества воздуха: Тепловые купола совпадают с застойными атмосферными условиями, усугубляя проблемы с качеством воздуха. Общие побочные продукты включают повышенный уровень смога и загрязнения.
Воздействие на здоровье человека: Почти 9% взрослых американцев сообщили, что их район сильно пострадал от экстремальных погодных явлений в прошлом году.
Распространение инфекционных заболеваний: Наводнение и изменение температурных режимов могут изменить распределение переносчиков болезней и патогенов, переносимых водой
Уязвимые группы населения: Пожилые люди, дети, работники на открытом воздухе и лица с уже существующими заболеваниями сталкиваются с повышенными рисками во время экстремальных погодных явлений.

Инфраструктура и экономический ущерб

Сильные штормы, наводнения и другие экстремальные явления могут нанести значительный ущерб критической инфраструктуре.

Транспортные сети: дороги, мосты, железные дороги и аэропорты могут быть повреждены или непроходимы, нарушая цепочки поставок и реагирование на чрезвычайные ситуации.
Энергетические системы: Скачки в кондиционировании воздуха используют напряженные электрические сети и могут привести к отключениям или отключениям электроэнергии.
Водная инфраструктура: Наводнение может перегружать дренажные системы и загрязнять водоснабжение, в то время как засухи деформируют системы очистки и распределения воды.
Строительные сооружения и жильё: Экстремальные ветры, наводнения и лесные пожары могут разрушить дома и коммерческие структуры, вытесняя жителей и нарушая бизнес
Системы связи: Повреждение телекоммуникационной инфраструктуры может ухудшить связь и координацию в чрезвычайных ситуациях

Влияние на сельскохозяйственную и продовольственную безопасность

Экстремальные погодные явления представляют собой серьезную угрозу для сельскохозяйственного производства и продовольственной безопасности.

Неурожаи: Засухи, наводнения и экстремальные температуры могут опустошать сельскохозяйственные культуры, снижая урожайность и угрожая поставкам продовольствия
Животноводческий стресс: Жара и нехватка воды могут нанести вред здоровью и продуктивности скота
Деградация почв: Экстремальные осадки могут вызвать эрозию, в то время как засухи могут привести к опустыниванию
Перебои в цепочке поставок: Транспортный ущерб и воздействие на складские помещения могут помешать выходу продуктов питания на рынки
Экономические потери: Фермеры сталкиваются с финансовыми трудностями из-за потерь урожая, увеличения затрат на ввод и волатильности рынка

Экосистемные и биоразнообразные эффекты

Природные экосистемы сталкиваются с растущим давлением экстремальных погодных условий:

Потеря среды обитания: Лесные пожары, наводнения и засухи могут уничтожить критически важные места обитания для дикой природы
Перемещение видов: Изменение условий вынуждает виды мигрировать или сталкиваться с исчезновением
Воздействие морских организмов: Тепловые купола увеличивают тепловой стресс организмов, живущих в приливных экосистемах, что ранее приводило к гибели морских видов во время североамериканского теплового купола 2021 года.
Деградация лесов:] Тепловые купола были связаны с широко распространенным повреждением деревьев, в первую очередь из-за высокого солнечного облучения. Наряду с обжиганием листвы в результате теплового стресса, эволюционное создание и успех жароустойчивых видов листвы были побочными продуктами тепловых куполов.

Будущие прогнозы и климатические сценарии

Понимание того, как экстремальные погодные условия могут развиваться в ближайшие десятилетия, имеет важное значение для планирования и адаптации.

Прогнозы МГЭИК по экстремальным событиям

Даже относительно небольшие постепенные увеличения глобального потепления (+0,5°C) вызывают статистически значимые изменения экстремальных явлений в глобальном масштабе и для крупных регионов. В частности, это касается экстремальных температур, интенсификации сильных осадков, в том числе связанных с тропическими циклонами, и ухудшения засух в некоторых регионах.

Происхождение беспрецедентных в наблюдаемом рекорде экстремальных явлений будет расти с ростом глобального потепления даже при 1,5°C глобального потепления. Прогнозируемые процентные изменения частоты выше для более редких экстремальных явлений. Это означает, что самые экстремальные события станут непропорционально более распространенными по мере повышения температуры.

В ближайшие десятилетия изменения климата будут усиливаться во всех регионах. При 1,5°C глобального потепления будут усиливаться волны тепла, более длительные тёплые сезоны и более короткие холодные сезоны. При 2°C глобального потепления экстремальные температуры чаще будут достигать критических порогов толерантности для сельского хозяйства и здравоохранения.

Региональные вариации в крайних перспективах

Изменение климата не повлияет на все регионы в равной степени. Некоторые районы будут испытывать более драматические изменения, чем другие.

Арктическое усиление: Потепление над сушей больше, чем в среднем по миру, и оно более чем в два раза выше в Арктике.
Паттерны осадков: Изменение климата влияет на характер осадков. В высоких широтах осадки, вероятно, будут увеличиваться, в то время как прогнозируется их уменьшение на больших частях субтропиков. Ожидается изменение осадков в муссон, которое будет варьироваться в зависимости от региона.
Прибрежные районы будут наблюдать продолжающийся рост уровня моря в течение 21-го века, способствуя более частым и серьезным прибрежным наводнениям в низменных районах и береговой эрозии.
Совместные события:] Вероятность сложных событий, вероятно, в прошлом увеличилась из-за антропогенного изменения климата и, вероятно, будет продолжать увеличиваться с дальнейшим глобальным потеплением.Совместные волны тепла и засухи стали более частыми, и эта тенденция будет продолжаться с более высоким глобальным потеплением.

Беспрецедентные события и сроки

Будущие экстремальные явления также будут происходить с беспрецедентной частотой. Некоторые виды экстремальных явлений могут возникать в регионах, ранее не сталкивавшихся с такими видами событий. Например, по мере повышения уровня моря в новых местах могут возникать прибрежные наводнения, а лесные пожары уже происходят в районах, например, в частях Арктики, где вероятность таких событий была ранее низкой.

Экстремальные явления также могут быть беспрецедентными по своему времени. Тепловые волны могут возникать в начале сезона или сохраняться в течение года, нарушая экосистемы и деятельность человека, адаптированную к историческим сезонным моделям.

Стратегии смягчения и адаптации

Решение проблем, связанных с экстремальными погодными явлениями, требует комплексного подхода, сочетающего как смягчение последствий изменения климата, так и адаптацию к его неизбежным последствиям.

Смягчение последствий изменения климата

Сокращение выбросов парниковых газов остается наиболее фундаментальной стратегией для ограничения будущих экстремальных погодных условий.

Переход на возобновляемую энергию: Замена ископаемого топлива солнечным, ветровым, гидроэлектрическим и другими возобновляемыми источниками энергии снижает выбросы углекислого газа
Эффективность использования энергии: Повышение эффективности в зданиях, транспорте и промышленности снижает общий спрос на энергию и связанные с этим выбросы
Улавливание и хранение углерода: Технологии, которые удаляют CO2 из атмосферы или предотвращают его выброс, могут помочь достичь чистых нулевых выбросов.
Устойчивое землепользование: Защита лесов, восстановление деградированных земель и внедрение устойчивых методов ведения сельского хозяйства могут секвестрировать углерод и сократить выбросы
Сокращение метана: Ограничение других парниковых газов и загрязнителей воздуха, особенно метана, может принести пользу как для здоровья, так и для климата.

Устойчивость инфраструктуры

Создание устойчивой инфраструктуры может снизить уязвимость к экстремальным погодным явлениям.

Климатически устойчивый дизайн: Включение будущих климатических прогнозов в строительные нормы и планирование инфраструктуры гарантирует, что структуры могут выдерживать более экстремальные условия.
Зеленая инфраструктура: Деревья и другие растения могут понижать температуру в затененных районах на целых 10 ° F — значительный охлаждающий эффект, который может защитить людей от болезней и смерти, связанных с жарой.
Управление наводнениями: Улучшенные дренажные системы, удержания бассейнов и естественные барьеры наводнений могут уменьшить ущерб от наводнений
Модернизация сетей: Модернизация трансформаторов, расширение мощностей возобновляемых источников энергии и реализация программ реагирования на спрос могут повысить устойчивость энергетической системы
Прибрежная защита: Морские стены, питание на пляже и естественные прибрежные буферы могут защитить от штормового нагона и эрозии

Системы готовности и раннего предупреждения

Обучение сообществ и внедрение эффективных систем оповещения могут спасти жизни людей во время экстремальных событий.

Системы раннего предупреждения о экстремальных погодных явлениях в сочетании с мобильными технологиями уже спасают жизни в таких странах, как Бангладеш и Филиппины.
Планирование реагирования на чрезвычайные ситуации: Разработка и осуществление планов реагирования на чрезвычайные ситуации обеспечивает скоординированные действия во время бедствий
Общественное образование: Улучшенные системы оповещения и кампании общественного здравоохранения по информированию людей о предстоящих тепловых угрозах помогают людям принимать защитные меры
Центры охлаждения: Эти объекты расположены в пределах города и, как правило, являются зданиями с кондиционером или охлажденными зданиями, которые были предназначены для обеспечения передышки и безопасности во время экстремальной жары.
Уязвимая поддержка населения: целевая помощь пожилым людям, малообеспеченным и другим группам риска обеспечивает справедливую защиту

Стратегии смягчения жары в городах

Конкретные стратегии могут снизить эффект теплового острова в городах и защитить жителей города.

Холодные крыши и тротуары:] Эффект теплового острова можно немного противодействовать, используя белые или отражающие материалы для строительства домов, крыш, тротуаров и дорог, тем самым увеличивая общее альбедо города.
Городское озеленение: Увеличение покрытия навеса деревьев и зеленых насаждений обеспечивает тень и испарительное охлаждение
Умное городское планирование: Концентрическое расширение городов неблагоприятно с точки зрения явления городского острова тепла. Рекомендуется планировать развитие городов в полосках, согласующихся с гидрографической сетью, с учетом зеленых насаждений с различными видами растений.
Дизайн здания: Включение естественной вентиляции, зеленых крыш и термостойких материалов в новое строительство

Сельскохозяйственная адаптация

Фермеры и фермеры могут реализовать различные стратегии, чтобы справиться с экстремальными погодными условиями.

Диверсификация культур: Выращивание нескольких сортов сельскохозяйственных культур снижает уязвимость к конкретным экстремальным погодным условиям.
Засухостойкие сорта: Выбор или разработка сортов сельскохозяйственных культур, адаптированных к нехватке воды
Управление ирригацией: Эффективные системы орошения и методы сохранения воды
Защита скота: Тень и туман также могут помочь фермерам сохранять стада прохладными во время тепловых волн. В дополнение к этим инструментам, скотоводы помогают скоту остыть, уменьшая продукты с высокой энергией и обеспечивая обильную прохладную, чистую воду.
Здоровье почв: Создание органического вещества почвы улучшает удержание воды и устойчивость к засухе и наводнениям

Рамки политики и управления

Эффективное управление имеет важное значение для реализации стратегий борьбы с экстремальными погодными явлениями и их последствиями.

Международное сотрудничество

Изменение климата является глобальной проблемой, требующей совместных усилий между странами.

Парижское соглашение: Международные обязательства по ограничению глобального потепления и сокращению выбросов обеспечивают основу для коллективных действий
Передача технологий: Для полного использования этих инструментов первостепенное значение имеет обеспечение справедливого доступа. Многие беднейшие общины мира не располагают инфраструктурой и ресурсами, необходимыми для использования таких инноваций, что подчеркивает важность международного сотрудничества в деле обмена технологиями и опытом.
По оценкам Организации Объединенных Наций, только развивающимся странам потребуется 187-359 миллиардов долларов в год к 2030 году для эффективной адаптации, но нынешние уровни финансирования нигде не близки.
Обмен знаниями: Обмен передовым опытом и извлеченными уроками помогает всем странам повысить свою устойчивость

Национальная и региональная политика

Национальные правительства играют решающую роль в решении проблем экстремальных погодных условий посредством политики и регулирования:

Строительные коды: Некоторые регионы адаптируют строительные стандарты для лучшей выдержки экстремальной жары.
Планирование землепользования: Ограничение развития в районах с высоким риском, таких как поймы и зоны, подверженные лесным пожарам
Снижение риска бедствий: Улучшение знаний об изменениях вероятности и величины соответствующих экстремальных явлений позволяет лучше количественно оценить риски бедствий.
Страхование и управление рисками: Разработка механизмов страхования и механизмов распределения рисков, чтобы помочь сообществам оправиться от бедствий

Местные планы действий

Сложные стратегии на уровне общин могут быть направлены на устранение конкретных уязвимостей:

Оценки уязвимости: Выявление местных рисков и уязвимых групп населения позволяет проводить целенаправленные мероприятия
Участие сообщества: Вовлечение жителей в планирование и принятие решений обеспечивает решения, отвечающие местным потребностям
Природные решения: Восстановление водно-болотных угодий, защита водосборных бассейнов и сохранение зеленых насаждений обеспечивают многочисленные преимущества
Соображения в отношении справедливости: Уязвимые общины на Глобальном Юге страдают непропорционально сильно, и их ресурсы ограничены для восстановления или восстановления, что подчеркивает вопиющее неравенство в климатическом кризисе.

Роль технологий и инноваций

Достижения в области технологий трансформируют нашу способность прогнозировать, отслеживать и реагировать на экстремальные погодные явления.

Улучшение прогнозирования и мониторинга

Расширенные возможности наблюдений и методы моделирования позволяют лучше прогнозировать экстремальные события:

Спутниковые технологии: Передовые спутники обеспечивают мониторинг в реальном времени погодных систем, температуры океана и условий на поверхности земли.
Климатические модели: Все более сложные модели могут моделировать экстремальные события с большей точностью и в более тонких пространственных масштабах.
Искусственный интеллект: Искусственный интеллект (ИИ) на основе климатических моделей, например, может обеспечить гиперлокализованные прогнозы погоды, помогая фермерам планировать свои культуры или проектировать устойчивую инфраструктуру.

Быстрое атрибуция: Благодаря новым научным достижениям исследования атрибуции идут намного быстрее. Сегодня мы можем иногда завершать исследования атрибуции в недели после события, а не годы.

Данные и информационные системы

Всесторонний сбор и обмен данными способствуют расширению возможностей понимания и реагирования:

Базы данных о стихийных бедствиях: Некоммерческая организация, которая анализирует и сообщает о климатологии, объявила в среду, что она взяла на себя набор данных о погоде и климатических катастрофах на миллиарды долларов. База данных отслеживает стоимость погодных катастроф, вызванных изменением климата, таких как наводнения, волны тепла и лесные пожары, предоставляя важную информацию, чтобы помочь спасателям, страховой отрасли и исследователям с их планированием, операциями по восстановлению и оценками погоды.

Открытые платформы данных: Открытый доступ к климатическим и погодным данным позволяет проводить более широкие исследования и разрабатывать приложения.

Сети мониторинга в реальном времени: Наземные датчики и метеорологические станции обеспечивают непрерывные наблюдения за местными условиями

Коммуникационные технологии

Современные средства коммуникации способствуют быстрому распространению предупреждений и координации усилий по реагированию:

Мобильные оповещения: Системы оповещения на основе смартфонов могут быстро достигать больших групп населения с помощью информации о местоположении

Социальные медиа: Платформы позволяют обмениваться информацией в режиме реального времени и координировать действия сообщества во время чрезвычайных ситуаций

Экстренные коммуникационные сети: Устойчивые системы связи обеспечивают связь во время стихийных бедствий, когда обычные сети могут выйти из строя

Вывод: создание устойчивости в эпоху крайностей

Понимание науки, стоящей за экстремальными погодными явлениями и их причинами, имеет решающее значение для разработки эффективных ответов на одну из самых насущных проблем нашего времени. Этот исключительный год экстремальных погодных условий показывает, насколько опасной стала жизнь с 1,3 ° C антропогенного потепления, и подчеркивает необходимость как можно скорее уйти от ископаемого топлива, нагревающего планеты.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что деятельность человека приводит к изменениям частоты, интенсивности и характера экстремальных погодных явлений во всем мире. По мере потепления планеты влияние изменения климата все больше перевешивает другие природные явления, влияющие на погоду. Эта реальность требует срочных действий на нескольких фронтах - от агрессивного сокращения выбросов до комплексных мер по адаптации.

Признавая взаимосвязь между изменением климата, естественной изменчивостью и географическими факторами, мы можем лучше подготовиться и смягчить последствия этих все более распространенных явлений. Для успеха потребуются скоординированные усилия на всех уровнях общества, от международного сотрудничества до действий местных общин, поддерживаемых продолжающимися научными исследованиями и технологическими инновациями.

При продолжающемся потеплении наши будущие шансы испытать когда-то «беспрецедентные» события, такие как тепловой купол 2021 года, будут расти. Знание того, что эти события более вероятны из-за изменения климата, позволяет нам принимать более обоснованные решения и готовиться к будущим тепловым событиям, чтобы уменьшить их воздействие. Путь вперед требует как амбиций в сокращении выбросов, так и мудрости в адаптации к уже происходящим изменениям.

Для получения дополнительной информации о климатологии и экстремальных погодных условиях посетите Межправительственную группу экспертов по изменению климата , , Всемирное распределение погоды , Национальное управление океанических и атмосферных исследований , Центральное управление по климату и ресурсы ЭПК по тепловому островному эффекту .