Ученые, наблюдающие за изменениями климата, все чаще фиксируют так называемые волны жары — периоды экстремально высоких температур, длящиеся от нескольких дней до месяцев. Из-за них массово умирают люди и животные, происходят засухи и пожары. «Холод» разбирается, что такое волны жары, стали ли они на самом деле случаться чаще и как человечество борется и приспосабливается.
«Это был идеальный шторм во многих отношениях… Температура в 104 градуса (по Фаренгейту; это 40 градусов Цельсия. — Прим. “Холода”) в сочетании с высокой влажностью, но при этом без грозы. <…> Вентиляторы мало помогали, и те жители, у которых не было дома кондиционеров, пытались найти облегчение в озере Мичиган, в бассейнах или под струями от трех тысяч самовольно открытых пожарных гидрантов. Люди с хроническими заболеваниями стали чувствовать себя хуже, и операторы службы 911 начали захлебываться в звонках. <…> В первые сутки с начала волны жары они получили 16 727 звонков».
Так метеоролог Том Скиллинг вспоминал первый день катастрофической жары, поразившей Чикаго 13 июля 1995 года.
Городские службы оказались не готовы к этой ситуации: ждать скорую помощь приходилось в 10 раз дольше обычного. В больницах было экстремально жарко, хирурги в операционных обливались потом, несколько кардиологических пациентов скончались прямо в отделениях, не выдержав пекла (и лишь после этого в палаты поставили переносные кондиционеры).
Медики и пожарные получали звонки от обеспокоенных людей, которые не могли связаться с пожилыми родственниками. Горожане сидели прямо на тротуарах и не могли двигаться дальше. При этом мэр Ричард Дейли на пресс-конференции шутил, что город просто «впадает в крайности».
Сорокаградусная жара продержалась в Чикаго до 20 июля. По подсчетам ученых, за эти шесть дней от нее умерли 485 человек, а избыточная смертность — то есть превышение количества умерших среднего числа за этот период — составила 739 случаев, то есть более 100 человек в день умирали в Чикаго из-за причин, прямо или косвенно связанных с жарой.
Сегодня эти события почти 30-летней давности не кажутся ни необычными, ни чересчур катастрофическими. Мы почти привыкли к тому, что за лето то на один, то на другой город или регион накатывает волна жары, видим в новостях плавящийся асфальт, открытые пожарные гидранты, переполненные больницы и читаем о новых смертях.
В базе данных природных катастроф EM-DAT только с начала XXI века числится 160 эпизодов экстремальной жары. Невеселый рекорд по масштабам ущерба до сих пор принадлежит России. По информации EM-DAT, в 2010 году в Москве, Московской области и нескольких регионах Центральной России (Волгоградская, Липецкая, Воронежская области) избыточная смертность в период жары составила 55,7 тысячи человек, а ущерб от засухи и пожаров оценивался в 536 миллионов долларов.
Климатологи уверенно говорят, что дальше будет хуже. Потепление климата — то есть рост средней глобальной температуры — вовсе не означает, что температурная кривая будет плавно сдвигаться вверх от привычных значений. Нет, она будет становиться более «рваной»: мы все чаще будем наблюдать внезапные оттепели и экстремальные морозы, сильные снегопады и неожиданные заморозки, мощные ливни и шквалы, наводнения и сильную жару. «Не столько будет теплеть, сколько климат будет становиться нервным», — говорят метеорологи.
Волны жары будут возникать все чаще и чаще, все больше людей будут становится их жертвами. Объясним, откуда они берутся и что можно сделать для защиты.
Что такое волны жары
Официального определения понятия heat wave («волна жары», или «экстремальная жара») не существует. Ученые говорят о волне жары, когда несколько дней подряд температура воздуха значительно превышает нормальную.
Большинство ученых в качестве порога для экстремальной температуры принимают 90-й процентиль — иначе говоря, если мы возьмем все значения температуры, измеренные в этот день за всю историю наблюдений, то температура в момент волны жары должна быть выше 90% всех измеренных значений.
Роспотребнадзор считает волной жары по меньшей мере пять дней с температурой выше 97-го процентиля, причем три дня должны быть выше 99-го процентиля.
Обычно интенсивность жары оценивают по превышению температуры над средней для этого дня. Минимальной продолжительностью периода экстремальной жары считается три дня.
Как они возникают?
Атмосферные процессы, которые приводят к экстремально жаркой погоде, могут быть разными для разных регионов. В средних широтах наиболее частая причина — так называемые блокирующие антициклоны, области высокого атмосферного давления, которые «перекрывают» типичный для Европы западно-восточный перенос воздушных масс от Атлантики к Уралу. В области высокого давления устанавливается ясная безветренная погода, возникает «тепловой купол» — воздух нагревается у поверхности, но подняться вверх и достаточно остыть не может из-за высокого давления, он опускается вниз, нагревается сильнее. При этом относительно холодный и влажный океанский воздух, идущий с Атлантики, в эту зону пробиться не может, и территория становится естественной солнечной печью.
Чем дольше здесь держится «блокинг», тем больше нагревается поверхность и воздух над ней. В период катастрофической жары в Центральной России в 2010 году блокирующий антициклон держался около 50 дней. По оценке ученых, около 80% случаев экстремальной жары связаны именно с блокирующими антициклонами.
На вероятность жары влияет и состояние почвы: если в ней мало влаги, она не может эффективно охлаждаться за счет поверхности, сильнее разогревается под лучами солнца и нагревает приповерхностный слой воздуха, который в свою очередь может утекать в соседние области и поднимать температуру и там.
Провоцировать экстремальную жару на континентах может и аномально высокая (и низкая) температура поверхности воды в океанах. Например, волну жары в Европе в 2015 году связывают с аномально низкой температурой воды в Северной Атлантике. Холодное пятно затормозило движение воздуха вокруг полюса — так называемое высотное струйное течение, — воздух стал «задерживаться» над Европой, и сформировался блокирующий антициклон. Волны жары в Тихоокеанском регионе связывают с Эль-Ниньо — циклическими колебаниями температуры поверхности воды в центральной части Тихого океана.
Однако до конца механизмы формирования блокирующих антициклонов и других явлений, провоцирующих волны жары, еще не ясны, и предсказывать их могут не раньше чем за несколько дней, а в хорошем случае — за недели.
Это будет происходить чаще?
Да, климатологи говорят, что периоды экстремальной жары будут случаться все чаще и чаще, причем с большой степенью вероятности в этом виноваты мы сами — точнее, наши выбросы парниковых газов.
В шестом оценочном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата сказано, что с 1950-х годов периоды экстремальной жары стали более интенсивными и частыми в большинстве регионов суши (а периоды холода, наоборот, становятся реже). При этом с большой вероятностью главной причиной этих изменений стали именно вызванные людьми изменения климата. МГЭИК прогнозирует, что из-за волн жары будут расти число смертей и ущерб от засух и пожаров, а из-за перегрузки электросетей и ускоренного «старения» дорог будет страдать городская инфраструктура. «С высокой степенью достоверности волны тепла будут возникать с большей частотой и будут иметь большую продолжительность по сравнению с предыдущими десятилетиями», — вторит им Росгидромет в докладе об изменениях климата на территории РФ.
По данным российских метеорологов, с 1961 по 1980 год в европейской части России наблюдалось лишь три эпизода экстремальной жары длительностью от пяти дней со средней температурой в регионе выше 90-го процентиля, а в период с 2001 по 2020 год лишь только лето 2004 года прошло без таких волн.
Американские климатологи говорят, что с XIX века случаи жары в Северной Америке с температурой, достигающей 50 градусов, стали более чем в 150 раз более вероятными.
По всей видимости, периоды экстремальной жары станут для нас новой реальностью.
Почему жара опасна?
Холод для людей пока остается более существенной угрозой, чем жара. Например, авторы исследования, анализировавшие смертность в ряде стран Азии, Европы и Америки, обнаружили, что избыточная смертность во время экстремальных холодов составляет 7,3%, а в случае жары — 0,42%.
Однако, как мы упоминали выше, климат меняется и случаи жары становятся все более частыми — и, соответственно, более существенным фактором смертности.
Это наглядно видно, например, по московским данным Роспотребнадзора. Потепление климата в зимний период в Москве с 2000 по 2005 год привело к сокращению смертности примерно на 590 случаев в год, но за этот же период в результате увеличения температуры летом дополнительное количество смертей составило 420 случаев.
По словам доктора медицинских наук Бориса Ревича, жаркая погода оказывает непосредственное влияние на кровеносную систему: из-за обезвоживания кровь становится гуще. В результате нарушается микроциркуляция, что провоцирует появление тромбов, а отсюда инсульты, учащаются обострения и смертность от ишемической болезни и других причин. Кроме того, в периоды жары увеличивается количество вызовов скорой помощи и число госпитализаций в целом.
Горожанам хуже
Волны жары значительно опаснее для городских жителей — из-за особенностей городского микроклимата, эффекта «острова тепла». Городские каменные дома и улицы нагреваются за день намного сильнее, чем поля и леса, перепад температур между центром города и окрестностями может достигать 10 градусов.
Кроме того, в городах могут возникать свои собственные «блокинги»: крыши зданий нагреваются значительно сильнее, чем улицы, поэтому на высоте крыш возникает нагретый слой воздуха, который «запирает» и не пускает вверх относительно холодный приземный слой.
Но в этом приземном слое накапливаются выхлопы автомобилей и другие вредные выбросы — то есть в жару значительно увеличивается загрязнение воздуха. Сочетание жары и загрязнения ведет к повышению смертности — в случае Москвы, например, почти в полтора раза.
И что делать?
Уберечь себя во время жары помогут нехитрые правила: стараться избегать долгого пребывания на солнце, проводить самые жаркие часы в прохладном помещении, соблюдать сиесту, избегать обезвоживания.
Намного сложнее городским властям, которые будут все чаще и чаще встречаться с волнами жары. Поскольку теперь это будут рутинные события, нужно постараться приспособить городскую среду, сделать ее менее похожей на готовую к применению печь. Например, в Афинах этим занимается специально выделенный «специалист по жаре» — city heat officer.
Некоторые шаги кажутся очевидными: расширить зеленые зоны, построить фонтаны, установить водяные распылители. Но в Токио, например, экспериментируют с гигантскими вентиляторами для проветривания улиц, в Тель-Авиве затеняют улицы с помощью светлых тканей (которые заодно служат и солнечными батареями), в Ницце охлаждают водой мостовые, во многих городах красят кровли в светлые тона: так они меньше нагреваются на солнце.
