Однако 21000 лет назад, на пике последнего ледникового периода, периода, известного как последний ледниковый максимум, юго-запад был более влажным, чем сегодня, — гораздо более влажным — а северо-запад был суше — намного суше.Группа ученых из университетов Вандербильта и Стэнфорда создала первую исчерпывающую карту переворота климата того периода и использует ее для тестирования и улучшения глобальных климатических моделей, которые были разработаны для прогнозирования изменений в структуре осадков в будущем. . Их усилия описаны в статье, опубликованной 23 февраля в журнале Nature Geoscience.«Большинство предыдущих исследований климата в этом регионе в прошлом основано на подробных исследованиях конкретных участков», — сказала ведущий автор Джессика Остер, доцент кафедры наук о Земле и окружающей среде в Университете Вандербильта. «Мы объединили эти записи, чтобы создать подробную карту прошлых изменений климата на американском Западе.
Затем мы сравнили эту карту с компьютерными моделями климата, чтобы понять, что вызвало эти изменения».«В нашем предыдущем исследовании использовались полевые исследования для понимания истории изменения климата на западе США», — сказала соавтор исследования Кейт Махер, доцент кафедры геологии и наук об окружающей среде Стэнфордского университета. «Было удивительно видеть, как наши результаты, в сочетании с работой многих других исследовательских групп и в сравнении с новейшим поколением климатических моделей, раскрывают последовательную историю о том, как в прошлом менялись режимы осадков».Одна из причин, по которой Остер и ее коллеги выбрали этот регион для картирования, заключается в том, что средние широты в целом и запад США, в частности, являются регионами, где климатические модели имеют тенденцию расходиться по величине, а в некоторых случаях. , даже направление, в котором выпадение осадков изменится в будущем.«Это переходная зона.
Есть сильные конкурирующие эффекты, такие как изменения в крупномасштабной атмосферной циркуляции, изменения температуры поверхности моря, такие как Эль-Ниньо и Ла-Нина, и динамика западных штормовых путей, которые взаимодействуют в средних широтах», сказал соавтор Стэнфордского университета Мэтью Винник, который участвовал в исследовании вместе с другим докторантом Дэниелом Ибаррой. «В результате понимание точной природы того, как эти различные эффекты выражаются в формировании переходной зоны север / юг, будет чрезвычайно важно для управления ресурсами пресной воды в крупных населенных пунктах на западе США».Конечно, нет никаких прямых записей об уровне осадков тысячи лет назад. Таким образом, климатологи полагаются на косвенные средства, называемые косвенными, для реконструкции прошлых изменений в характере осадков. В этом случае исследователи объединили записи об уровнях древних озер, местонахождении и степени оледенения, вариациях в составе сталагмитов в пещерах и доказательствах изменений в растительности и подземных отложениях почвы, связанных с глубиной уровня грунтовых вод. (Один из самых пахучих доводов, которые они использовали, — это пыльца, сохранившаяся в древних кучах стайных крыс.)
Во время последнего ледникового максимума Канада была полностью затоплена массивным ледниковым покровом Лаврентида. Ряд исследований на северо-западе предоставили доказательства более сухого климата в этот период, в то время как аналогичные исследования на юго-западе нашли доказательства более влажного климата. Например, исследование растительности 1997 года, проведенное Университетом Висконсина, показало, что большая часть северо-запада была покрыта полярной пустыней или тундрой, а юго-запад был покрыт обширными хвойными и широколиственными лесами. Однако были также противоречивые свидетельства более сухих условий на некоторых участках в Юте и Колорадо и более влажных условий в Айдахо и Монтане.
«Люди выдвинули гипотезу, что переход между двумя климатическими зонами проходит по прямой линии с востока на запад, но это не сработало», — сказал Остер. «Наше исследование показывает, что переходная зона расположена под углом с северо-запада на юго-восток». Это объясняет более сухие условия в Юте и Колорадо.
Их анализ также показал, что более влажные участки на севере были расположены рядом с большими внутренними озерами, существовавшими в то время, поэтому они приписывают их местному влиянию озер.Были выдвинуты две основные теории, объясняющие резко различающиеся режимы выпадения осадков в этот период:• Во-первых, холодный воздух над ледниковым покровом Лаурентиды создал огромную систему высокого давления, которая сместила полярный струйный поток на юг, отодвинув трассу, за которой последовали зимние штормы, на юго-запад, что привело к резкому сокращению количества осадки на северо-западе, увеличиваясь на юго-западе.
• Альтернативное объяснение заключается в том, что субтропический реактивный поток был усилен, увеличивая частоту, с которой юго-запад подвергался ударам «Ананасовые экспрессы»: насыщенные водой субтропические шлейфы воздуха, которые периодически поднимаются с Гавайев и достигают западного побережья и в наши дни вызывают серьезное наводнение. В сочетании с усилением летнего муссона это также может объяснить более влажные условия на юго-западе.
Когда исследователи сравнили свои результаты с результатами ряда климатических моделей, они обнаружили, что несколько новых моделей, которые имеют более высокое разрешение и используют обновленные конфигурации ледяного покрова, «очень хорошо справляются» с воспроизведением закономерностей, наблюдаемых в прокси-записях. .«Согласно этим моделям, именно камеры высокого давления действительно важны для борьбы с зимними штормами, а также для определения формы и местоположения переходной зоны», — сказал Остер. «Некоторые модели действительно намекают на увеличение влажности в субтропиках зимой, но мы не видим доказательств усиления летнего муссона».Учитывая перспективу продолжения глобального потепления, нет никаких шансов, что этот древний погодный режим вернется в обозримом будущем.
Любопытно, однако, что подобная картина периодически повторяется во время теплой фазы Эль-Ниньо-Южного колебания, в результате чего зимы более сухие, чем обычно, на северо-западе и более влажные, чем обычно, на юго-западе.