Чому зміни погоди в Антарктиді важливі для українських містян, розповідає метеорологиня Анастасія Чигарева

На початку 2022 року на українській антарктичній станції “Академік Вернадський” зафіксували рідкісне метеорологічне явище. Вплив вузького інтенсивного потоку тропічного повітря, насиченого вологою, — “атмосферна ріка” — спричинив безпрецедентне потепління: температура зросла до +12,7°C. Для регіону, звиклого до холодів, це був шок.

“Атмосферна ріка” зникла так само раптово, як і з’явилася, лишивши по собі унікальні метеодані. Згодом, разом із колегами, їх проаналізувала метеорологиня Анастасія Чигарева — дослідниця Національного антарктичного наукового центру (НАНЦ), наукова співробітниця відділу прикладної метеорології та кліматології Українського гідрометеорологічного інституту ДСНС України та НАН. Результати дослідження опублікував міжнародний науковий журнал Nature. Зафіксовані процеси мають глобальне значення.

Анастасії 29 років і з 2021-го вона вже чотири рази була в команді сезонного загону науковців в Антарктиді. Небезпечні кліматичні зміни, на порозі яких перебуває світ і ми їх відчуваємо, Анастасія вивчає безпосередньо. Суспільне розповідає історію Анастасії й те, як її дослідження дозволяють прогнозувати майбутнє клімату в усьому світі.

Що таке “атмосферні ріки”

Досліджувати погоду Анастасія хотіла з дитинства і, на щастя, батьки не перечили. Її наукова карʼєра складалась успішно: дисертацію на здобуття ступеня PhD вона захистила ще до 30 років. Тема дисертації стосувалась опадів і хмар в Антарктиці. Зараз Анастасія продовжує ці дослідження, зокрема зосередилась на дослідженні “атмосферних рік”.

— Це зовсім не метафора, — пояснює . — Це вузькі, але дуже потужні повітряні потоки, що переносять вологу на тисячі кілометрів. У тропіках водяна пара накопичується в атмосфері, а тоді, наче невидимим “небесним акведуком” рухається в бік холодніших широт. Коли цей потік наштовхується на гори чи крижані шельфи Антарктики, волога раптово вивільняється у вигляді сильних опадів — дощу чи снігу. Обсяги води в таких випадках можуть бути еквівалентними обсягу Амазонки — найповноводнішої ріки світу. Тільки у вигляді пари, не води.

Про “атмосферні ріки” науковці знали давно, але вважали їх різновидом теплового циклону. Спостереження за реальними наслідками впливу “атмосферних рік” доводять, що краще розглядати їх окремо. Одним із найяскравіших доказів цього стало повторення одного й того ж сценарію: сформована у тропіках “атмосферна ріка” досягала Каліфорнії та, наштовхнувшись на гірську систему Сьєрра-Невада, швидко вивільняла велику кількість опадів. Щоразу це призводило до паводків, зсувів ґрунту й руйнування інфраструктури. Тоді науковці заговорили про “атмосферні ріки” як про окремий тип погодної системи, що потребує детального вивчення.

— В “атмосферних ріках” мене вражають масштаби — невидимі оку величезні обсяги водяної пари, які вони містять, — каже Анастасія. — Зараз вони все частіше досягають Антарктичного півострова. На станції “Академік Вернадський” ми маємо шанс їх детально досліджувати.

Такі “ріки” приносять в Антарктиду дощ і тепло. 2022-го на північному краї Антарктичного півострова взагалі зафіксували рекордні +18.3°C. Хоч ці явища й короткочасні, вони впливають на екосистему й стабільність льодовиків.

Спостерігати “атмосферну ріку” в реальному часі складно. Це швидкі процеси, зафіксувати які можна лише за частих вимірювань. Раніше на станції радіозондування не проводили взагалі. 2022-го команда метеорологів запустила процес у рамках міжнародного проєкту Year of Polar Prediction — Року полярного прогнозування. І тепер на “Академіку Вернадському” можуть збирати важливі дані.

На наступний етап у дослідженнях атмосфери науковці змогли вийти з появою 2021-го “Ноосфери” — першого в історії України науково-дослідницького криголама. Наявність власного судна дозволила проводити паралельні атмосферні вимірювання в різних точках Антарктики — зокрема, одночасно з полярної станції та з корабля. Тепер Анастасія з колегами може під час проходження атмосферних фронтів запускати радіозонд і простежувати зміни повітряних потоків на значній площі.

Протягом останніх десятиліть обсяг водяної пари в атмосфері зростає, що робить “атмосферні ріки” ще потужнішими й небезпечнішими.

— Атмосфера — складна, але не хаотична, — каже Анастасія. — Наш шанс — у постійному спостереженні й моделюванні. Завдяки власній антарктичній станції та профільних науковцях Україна може брати участь у цьому глобальному процесі.

“Свиня” від пінгвінів

Передаючи станцію Україні, британські полярники висунули умову — безперервність метеоспостережень. Відтак кожні три години, навіть під час штормів, хуртовин чи землетрусів, необхідно фіксувати показники з приладів. З 1996 року українські метеорологи не пропустили жодного тригодинного інтервалу. Плата за це — забути про звичний режим сну. Анастасії довелося звикнути до тригодинного циклу. День чи ніч — треба йти на метеомайданчик зняти показники. Ідучи стежкою до приладів, варто пам’ятати, що останніми роками метеомайданчик біля станції облюбували пінгвіни. Потепління жене їх зі звичних ареалів проживання у придатніші.

Околиці “Академіка Вернадського” виявились пінгвінам до вподоби, тож можна очікувати й пожовані елементи приладів, і поцуплені дроти чи пластикові елементи, які птахи сприймають як будівельні матеріали для своїх гнізд. Взагалі, дружба між полярниками й пінгвінами не склалася. Птахи шиплять на науковців, а ще справно лишають сліди своєї активної життєдіяльності. На метеомайданчику й довкола утворюється цілий шар гуано. Коли пригріває сонце, воно тане й можна послизнутися на й без того слизькій стежці.

Втекти від “материкових справ” — питань, пов’язаних із дедлайнами і звітами — не виходить: на станції є Starlink. Втім, коли вдається відволіктись від безпосередніх обовʼязків, Анастасія долучалась і до досліджень колег-біологів. Завдяки цьому додалось незабутніх спогадів, які вона привезла з континенту. Один із них такий: якось у районі станції видалась чудова погода: синє небо, кришталево чисте повітря, яскраве сонячне світло. Анастасія з біологами вирушила на невеликому моторному човні досліджувати морську екосистему — зокрема, стежити за переміщенням зграї антарктичного крилю. Та ця “хмара” дрібних рачків привабила не лише дослідників , а й зграю горбатих китів, для яких криль є основою раціону. Полюючи на цю делікатесну біомасу, велетенські тварини навіть не помітили, що оточили човен українських науковців.

— Це була вибухова суміш захоплення величчю природи й інстинктивного страху за життя, — згадує Анастасія. — Понад десяток велетенських створінь кружляли навколо нас і під човном. І так близько, що здавалося: простягни руку — і торкнешся спини кита, коли він пірнає, а його характерний “горб” ще кілька секунд тримається над поверхнею. Ми навіть заглушили двигун, аби не нервувати тварин.

Як повітря в Антарктиді впливає на самопочуття киян

Тисячоліттями кольорова палітра Антарктики залишалася мінімалістичною — біла, блакитна, сіра та чорна, з пастельними відтінками світанків і заходів. Останніми роками до неї додався ще один колір — красивий, але тривожний.

— Через зміни клімату на талій поверхні льоду на островах та місцями на узбережжі Антарктичного півострова все частіше можна побачити, як цвітуть одноклітинні водорості, — продовжує Анастасія. — Люди не розуміють, у чому проблема підвищення температури на ті “смішні” 1,5 градуса, про які весь час “ниють” вчені. Планета, як і людський організм, має межу. При температурі тіла 36 і 39 — різниця всього три градуси, але самопочуття зовсім інше, чи не так?

Учені прогнозують: вже до 2050-го врожайність зернових може впасти на понад 20%. Температури вище за 32°C у період вегетації та екстремальні погодні явища лише погіршують ситуацію.

Страждають від зміни клімату й містяни, хоч іноді це може проявлятись не одразу. Тривалі хвилі спеки й так звані тропічні ночі — коли температура в помірних широтах не опускається нижче 20 градусів навіть уночі — виснажують серцево-судинну систему. — При цьому не можна оцінювати зміни клімату лише за температурою повітря, — пояснює Анастасія Чигарева. — Атмосфера тісно взаємодіє з океанами, суходолом, біосферою та кріосферою. Якщо, скажімо, Антарктида розтане, а Арктика — ні, баланс солоності води зміниться лише в одній частині планети. Це порушить глобальну океанічну циркуляцію, але як саме — ми ще не знаємо: надто складні процеси, надто багато невідомих.

У великих містах на, як-от Київ, дедалі відчутніше проявляється ефект теплового острова, коли температура в межах міста, порівняно з навколишніми сільськими районами, відчутно вища. Основна причина — зміна природної поверхні на забудовану територію: асфальт, бетон, темні дахи й дороги поглинають і утримують більше тепла, тоді як нестача зелених насаджень зменшує природне охолодження через тінь і випаровування. У результаті влітку спека в містах стає більш виснажливою, особливо вночі та за слабкого вітру.

У Києві для складних метеорологічних процесів особливі умови: рельєф, численні урбаністичні “каньйони” багатоповерхових житлових комплексів, річка.

— Місто — це не просто площина, а й вертикальна структура, яка створює теплову перешкоду, — пояснює Анастасія. — Прохолодне повітря з півночі може обійти нагріте місто, як обтікає гору, або викликати дощ на околицях, але не в центрі.

Долучитись до таких досліджень і антарктичного життя під силу й іншим. 14 серпня завершується відкритий набір учасників 31-ї експедиції на станцію “Академік Вернадський”. Податися на річну вахту можуть фахівці з різних галузей — від лікарів до кухарів.