На большей части Мирового океана волны становятся все больше. В Южном океане, где волны, вызванные штормами, могут распространяться через полмира в Калифорнию, средняя волна за последние 30 лет выросла примерно на 20 см.

Эти изменения являются частью изменения климата и, скорее всего, продолжатся в будущем. Если вы строите долгосрочные планы вблизи моря - например, строите корабли или сооружаете защитные сооружения от наводнений в прибрежных городах, - вам необходимо иметь более подробную информацию о том, насколько большими станут волны.

В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Science Advances, мы рассмотрели прогнозируемые изменения размеров самых больших волн по всему миру. Мы обнаружили, что неопределенности в прогнозах могут быть больше, чем сами прогнозируемые будущие изменения примерно в 80% мировых океанов и береговых линий.
Волновой климат

Мы с моей группой изучаем "волновой климат" в мире: размер и распределение океанских волн в разных местах, а также то, как они менялись в прошлом и будут меняться в будущем.

Нас интересует высота средних волн, а также экстремальные условия. Как и в случае наводнений или тепловых волн, экстремальные волны - это те, которые вызывают проблемы, поэтому именно о них нам необходимо знать, когда мы строим вблизи моря.

Благодаря плавучим буям и спутниковым радарам у нас есть данные о высоте волн за 30-40 лет. Эти данные не охватывают весь мир, но мы вводим их в компьютерные модели, которые заполняют пробелы.

Волны создаются ветром, поэтому наши модели волн также связаны с тем, что мы знаем о ветровых условиях. В совокупности у нас есть около 40 лет модельных данных, дающих волновые условия для всего Мирового океана (разбитого на "пиксели" размером около 25 километров в поперечнике).

Мы также используем ветвь статистики под названием анализ экстремальных значений для расчета таких вещей, как самая большая волна, которую можно ожидать в данном месте раз в 100 лет (100-летнее событие).
Почему меняются волны

Мы ожидаем, что с изменением климата изменится глобальный характер ветра, а значит, изменятся и мировые волны.

Одно из изменений мы уже наблюдаем: многие системы низкого давления, которые создают сильные ветры, становятся более интенсивными и перемещаются от экватора к полюсам.

В Южном полушарии это означает усиление сильных ветров над Южным океаном, что приводит к появлению больших волн. Волна в Южном океане распространяется в Тихий, Атлантический и Индийский океаны, что означает большие волны во всем Южном полушарии.

Действительно, мы наблюдали, что за последние 30 лет средняя высота волн в Южном океане увеличилась примерно на 20 см.

В северном полушарии ближе к полюсу находится больше суши. Поэтому сильные ветры теперь чаще дуют над сушей, а океанские волны фактически теряют высоту.
Размытое будущее

Что же все это означает для будущего? В нашем новом исследовании мы попытались выяснить это.

Чтобы получить представление о будущем волн, мы начали с прогнозов ветра из основных климатических моделей, которые используются для прогнозирования будущих температур по мере повышения уровня углекислого газа в атмосфере. Затем мы вводим эти ветры в наши модели волн и смотрим, что они предсказывают.

Существует множество моделей ветра и волн, все они имеют небольшие различия в своих предположениях и способах моделирования физики, поэтому все они дают несколько разные прогнозы. Мы объединили результаты ансамбля из дюжины моделей, чтобы получить более четкое представление о различиях.

В среднем, мы обнаружили, что экстремальная высота волн во многих местах к 2100 году, вероятно, увеличится на 5-8%.

Однако в этих оценках много неопределенности. Одним из источников неопределенности является то, сколько углекислого газа человек закачает в атмосферу в ближайшие десятилетия.

Другой источник - неопределенность в самих моделях. Мы обнаружили, что во многих случаях разница в оценках между различными моделями была примерно такого же размера, как и прогнозируемые изменения высоты волн.
Осторожно

Итог нашего исследования заключается в том, что все еще существует большая неопределенность в отношении того, что произойдет с размерами экстремальных волн в ближайшие десятилетия. Это означает, что существует также большая неопределенность в наших прогнозах наводнений в прибрежных районах и эрозии пляжей.

Эти неопределенности не кажутся огромными - возможно, 30-40 см к 2100 году, но они достаточно велики, чтобы определить, окажется ли конкретная прибрежная недвижимость под водой или нет.

Поэтому для всех, кто строит планы вблизи моря - инженеров, проектирующих береговые сооружения, правительств, строящих защитные сооружения от наводнений, или местных советов, принимающих решения о застройке - это означает, что при принятии решений следует проявлять осторожность.

Для всех остальных это напоминание о том, что изменение климата означает не просто повышение температуры: оно означает трансформацию всей глобальной климатической системы, которую мы еще не до конца понимаем.