Последние годы принесли серию рекордных температурных аномалий, заставивших города от Лондона до Дели столкнуться с беспрецедентной жарой. В новом выпуске StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и климатолог Гэвин Шмидт, директор Института космических исследований имени Годдарда (NASA GISS), разбирают физику тепловых волн и объясняют, почему «незначительное» глобальное потепление на два градуса превращается в катастрофические 40-градусные пики.
🌍 Роль NASA в изучении Земли 1:21
Многие ошибочно полагают, что сфера интересов NASA ограничивается исключительно далеким космосом и другими планетами. Однако, по словам Гэвина Шмидта, агентство тратит более 2 миллиардов долларов в год на изучение Земли, являясь одной из ведущих мировых организаций в области климатологии .
Нил Деграсс Тайсон вспоминает, что в прошлом политики пытались ограничить полномочия NASA, утверждая, что ведомство должно сосредоточиться только на космосе. Его аргумент в защиту земных исследований был прост: нельзя понять Землю, не изучая её в контексте других планет и космической среды . Гэвин Шмидт добавляет к этому еще более ироничный факт: Земля технически находится в космосе, что делает её полноценным объектом астрофизических и планетарных исследований .
Институт Годдарда (GISS) специализируется на:
- Изменении климата и обратных связях в климатической системе.
- Наблюдении за текущими реакциями планеты на антропогенное воздействие.
- Моделировании климата экзопланет, а также древнего Марса и Венеры .
🌡️ Что такое «тепловая волна» на самом деле? 3:31
Определение тепловой волны (heat wave) не является универсальным и сильно зависит от географии. В Нью-Йорке это серия дней с температурой выше 90°F (около 32°C), тогда как для Финикса такие показатели — обыденность . Шмидт поясняет, что климатологов волнует не столько абсолютное значение температуры, сколько её отклонение от того, к чему подготовлено местное население и инфраструктура .
Главные проблемы возникают там, где жара становится «беспрецедентной»:
- Неподготовленность жителей: В Великобритании, где летом 2022 года температура достигла 105°F (40,5°C), кондиционеры отсутствуют в большинстве домов и даже в метро .
- Северные широты: Британские острова находятся севернее штата Мэн, и такие температуры для этого региона являются аномальными с точки зрения биологии и инженерии .
- Предел проектирования: Вся инфраструктура строится под определенные допуски. Когда температура их превышает, системы начинают отказывать .
🏗️ Когда инфраструктура начинает «плавиться» 6:37
Гэвин Шмидт подчеркивает, что выход за пределы проектных спецификаций ведет к прямому ущербу экономике и безопасности. Во время экстремальной жары в Европе наблюдались пугающие явления:
- Взлетно-посадочные полосы: На некоторых аэродромах дорожное покрытие буквально начало плавиться, что сделало невозможным взлет и посадку самолетов .
- Железные дороги: Стальные рельсы из-за теплового расширения начали изгибаться («выгибаться»), что привело к остановке поездов .
- Городские пожары: Экстремальный нагрев иссушает почву и растительность, делая их крайне легковоспламеняющимися. В Лондоне после пика жары был зафиксирован самый разрушительный день пожаров со времен Второй мировой войны — выгорали целые городские кварталы .
🌊 Почему жара «застревает» над городами? 7:53
Одной из самых тревожных тенденций последнего времени стало то, что погодные системы перестали быстро сменяться. Вместо того чтобы пройти мимо, зоны высокого давления «паркуются» над регионом на недели .
Шмидт объясняет это явление через физику атмосферных волн в струйном течении (jet stream):
- В атмосфере существуют волновые паттерны, размер каждой «петли» которых составляет пару тысяч миль .
- Когда количество таких волн вокруг планеты достигает пяти, возникает резонанс.
- Струйное течение пытается толкать волну в одну сторону, но сама волна стремится двигаться в другую. Когда эти силы уравновешиваются, возникает «стоячая волна» или блокирующий паттерн (blocking pattern) .
По словам Шмидта, влияние глобального потепления на частоту таких блокировок — это сейчас передний край науки, где исследования еще продолжаются .
📊 Математика крайностей: почему 2 градуса — это много? 13:53
Нил Деграсс Тайсон задает резонный вопрос: если средняя глобальная температура выросла всего на 2°F (около 1,1°C) за столетие, как это превращается в скачки на 20-30 градусов локально?
Шмидт разъясняет «ловушку средних чисел»:
- Неравномерность прогрева: Суша греется быстрее океана, а Арктика — в 4 раза быстрее, чем планета в среднем .
- Смещение колокола (кривой Гаусса): Если сдвинуть среднее значение распределения температур всего на пару градусов вправо, область экстремально высоких значений на хвосте графика увеличивается не на проценты, а в разы .
- Частота событий: То, что раньше случалось раз в 100 лет, теперь происходит каждые 10-20 лет. Количество дней с температурой выше 90-100°F растет в 4, 7 или даже 10 раз быстрее, чем меняется средняя температура .
❄️ «Единица ледникового периода» как новая шкала 16:54
Поскольку людям сложно осознать значимость 1.5 или 2 градусов, Гэвин Шмидт предлагает использовать историческую шкалу.
Около 20 тысяч лет назад, в разгар последнего ледникового периода, территория современного Нью-Йорка была погребена под слоем льда толщиной в сотни метров, а ледники доходили до Бруклина . При этом разница между той эпохой и современностью в глобальном масштабе составляла всего 8–9 градусов по Фаренгейту (около 4.5–5°C) .
Шмидт вводит понятие «единицы ледникового периода» (Ice Age Unit):
- 1 Ice Age Unit — это разница температур, отделяющая цветущую планету от мира, покрытого льдом (8-9°F).
- С начала индустриальной революции человечество уже сдвинуло температуру на 1/4 или 1/5 этой единицы .
- При сохранении текущих темпов выбросов, мы рискуем сдвинуть планету на целую «единицу ледникового периода», но уже в сторону нагрева .
🚑 Угроза человеческой жизни 20:52
В завершение беседы Чак Найс поднимает вопрос о биологическом пределе выживания. Существует критическое сочетание температуры и влажности, при котором человеческое тело теряет способность охлаждаться через пот.
Шмидт утверждает, что такие регионы, как Дубай, Индия и Пакистан, уже вплотную приближаются к этим физиологическим пределам . Однако смертность растет и в умеренных широтах:
- В США тепловые аномалии убивают больше людей, чем любое другое погодное явление (торнадо, ураганы или наводнения) .
- Основную группу риска составляют пожилые люди и дети, оставленные в закрытых автомобилях .
- Только за одну двухдневную волну жары в Великобритании прогнозировалось около тысячи «избыточных смертей» .
Нил Деграсс Тайсон резюмирует: климат — это не только цифры в отчетах, это реальная нагрузка на инфраструктуру и биологический тест на выносливость для всего человечества.
