После Эль-Ниньо 1997/98 года средняя зимняя температура поверхности моря в центральной части Северной Пацифики снизилась примерно на 0,8 °C. Океаническое событие длилось несколько сезонов, а статистически заметное изменение среднего сохранилось гораздо дольше. Как такое возможно и означает ли это, что регион перешёл в необратимо новое состояние?

На этот вопрос попытались ответить климатологи Aoyun Xue, Xin Geng, Fei-Fei Jin, Yechul Shin, Mi-Kyung Sung и Jong-Seong Kug. Их рецензируемая статья вышла 12 декабря 2025 года в журнале Nature Communications. Исследователи сравнили климатические показатели в годы супермощного Эль-Ниньо с остальными годами и проверили выводы на наблюдениях и компьютерных моделях. Результат: во время таких событий вероятность многолетних статистических сдвигов температуры моря, приземного воздуха и влажности почвы выше. Но статья не доказывает, что конкретный лес или коралловое сообщество необратимо изменится.

Полный текст статьи в Nature Communications доступен в HTML и в PDF.

Что авторы называют климатическим сдвигом

Слово «режим» может навести на мысль о резкой и необратимой смене состояния природы. В этой работе термин уже: климатический сдвиг означает статистически значимое изменение долгосрочного среднего, которое сохраняется установленное число лет. Такой сдвиг может оставаться обратимым.

«В этом исследовании климатические режимные сдвиги определяются как длительные, но потенциально обратимые переходы, отражающие устойчивые отклонения от климатической исходной линии, а не постоянный переход к новому равновесию».

Авторы применили последовательный t-тест для обнаружения режимных сдвигов, известный как STARS. В основном анализе изменение должно было сохраняться не менее 10 лет. Исследователи также повторили проверку с порогами 6, 8 и 12 лет и при разных уровнях статистической значимости. Это помогает оценить, насколько результат зависит от выбранного временного критерия, но не превращает статистический тест в проверку необратимости экосистемы.

Чтобы понять, как Эль-Ниньо влияет на погоду в удалённых регионах, полезен обзор о телесвязях, вызывающих засухи и наводнения. В новой работе вопрос иной: могут ли изменения среднего климатического фона сохраняться после того, как само событие закончилось.

Как проводили сравнение

Исследователи изучали температуру поверхности моря, температуру приземного воздуха и влажность поверхностного слоя почвы. Они сопоставили несколько наблюдательных наборов и реанализов, ансамбль из 100 прогонов модели CESM2-LE и 48 моделей международного проекта CMIP6.

В наблюдательных данных выделили три супермощных события: 1982/83, 1997/98 и 2015/16 годы. Критерием служило значение индекса Niño3: нормированная аномалия температуры поверхности моря в соответствующей части экваториального Тихого океана должна была превысить два стандартных отклонения. Значит, историческая проверка основана всего на трёх событиях; оценку для большего числа возможных ситуаций дают главным образом модели.

Как событие оставляет след

У океана есть сезонная память. Зимой перемешивание затрагивает более глубокий слой воды, а летом поверхностная температурная аномалия может ослабнуть. При этом связанные с ней изменения температуры остаются ниже поверхности. Когда зимой перемешиваемый слой снова углубляется, эта вода может вернуться в верхний слой и восстановить температурный сигнал. Авторы рассматривают такой механизм повторного появления аномалии как одно из возможных объяснений длительного изменения температуры в Северной Пацифике.

На суше важна влажность почвы. Если воды становится меньше, испарение ослабевает и большая доля энергии нагревает поверхность. Меняются также потоки влаги и осадков. Взаимодействие почвы и атмосферы может продлевать отклонение, но конкретные процессы различаются между регионами, а их роль требует дальнейшей проверки.

Есть и удалённый эффект. Эль-Ниньо меняет атмосферную циркуляцию, а она влияет на температуру и осадки далеко от экваториального Тихого океана. Поэтому сигнал может проявиться в океане или на суше в другом регионе. Подробнее о том, почему отклик различается от места к месту, рассказывает материал о региональных последствиях Эль-Ниньо.

Что обнаружили

В наблюдательных рядах супермощные события сопровождались более частыми и пространственно согласованными сдвигами, чем обычные фазы Эль-Ниньо и Ла-Ниньи. Изменения выявляли во всех трёх изученных показателях, но их направление зависело от региона.

  • После события 1997/98 года средняя зимняя температура поверхности моря в центральной части Северной Пацифики снизилась примерно на 0,8 °C.
  • В центральной Австралии среднее состояние влажности почвы после события 1997/98 года изменилось примерно с −20 до 40 мм. После Эль-Ниньо 2015/16 года последовал сдвиг от более влажного состояния к более сухому.
  • Многолетние изменения влажности почвы обнаружили также в Центральной Азии и западной Амазонии. Сдвиги температуры приземного воздуха, в частности, выявляли над Восточной Африкой, Южной Америкой и Морским континентом.

Это не единый сценарий для планеты: в одних местах становилось суше, в других влажнее, а температура менялась в разных направлениях. Результат говорит о повышенной вероятности сдвига, но не позволяет предсказать одинаковый эффект для всех регионов.

В ансамбле CESM2-LE вероятность сдвигов температуры воздуха и поверхности моря в годы супермощного Эль-Ниньо была примерно на 20% выше, чем в остальные годы. Для влажности почвы рост составил около 5–10%. В более тёплом климате модель показывала более сильное усиление, особенно для температурных показателей.

Для влажности почвы картина сложнее: при потеплении сдвиги могли возникать и в годы без супермощного Эль-Ниньо с вероятностью, сопоставимой с экстремальными годами. Иными словами, наземные климатические показатели могут становиться чувствительнее не только к редким событиям.

Потепление усиливает риск, но не обязательно частоту события

Согласно моделям, глобальное потепление меняет условия, на фоне которых развивается Эль-Ниньо, и может усиливать некоторые многолетние температурные сдвиги. Авторы связывают это, среди прочего, с возможным усилением телесвязей и сохранением океанических аномалий, но отмечают, что механизмы нуждаются в дальнейшем изучении.

Из статьи не следует, что супермощные Эль-Ниньо обязательно станут происходить чаще. Будущая частота таких событий остаётся неопределённой. Более узкий вывод авторов состоит в том, что при потеплении экстремальное событие может повысить вероятность некоторых длительных климатических отклонений.

Как отличить многолетний сдвиг от временной аномалии

Необычный сезон или один год сам по себе не подтверждает сдвиг. В использованном авторами подходе изменение должно пройти статистический тест и сохраняться заданное число лет. Надёжность результата оценивали несколькими способами: меняли временной порог и уровень значимости, сопоставляли разные наборы данных и проверяли, сохраняется ли сигнал в модельных расчётах.

Даже если отклонение выдерживает такие проверки, вывод касается среднего значения климатического показателя. Он не доказывает, что экосистема пересекла биологический порог и уже не сможет восстановиться. Для этого нужны отдельные наблюдения за природными сообществами.

Границы вывода

Сопоставление нескольких наблюдательных продуктов с 100 прогонами CESM2-LE и 48 моделями CMIP6 позволяет проверить, сохраняется ли основной результат при разных способах оценки. Авторы также изменяли временной порог и уровень статистической значимости; повышенная вероятность сдвигов во время супермощного Эль-Ниньо сохранялась при этих проверках.

Но в исторической части всего три супермощных события. Этого недостаточно, чтобы с высокой уверенностью отделить влияние каждого Эль-Ниньо от долгосрочного потепления, последующей Ла-Ниньи и других факторов. Модели расширяют число анализируемых ситуаций, но не устраняют неопределённость: например, пространственные результаты CESM2-LE отличаются от наблюдений, вероятно, из-за ошибок модели в воспроизведении телесвязей.

Особенно сложны оценки влажности почвы. Наземных наблюдений во многих регионах мало, а модели и реанализы по-разному описывают взаимодействие почвы и атмосферы. Сам метод STARS выявляет статистическое изменение среднего, а не необратимость природной системы. Авторы обозначают это как вопрос для будущих исследований:

«Главная задача будущих исследований состоит в том, чтобы определить механизмы, из-за которых переходы, вызванные супермощным Эль-Ниньо, остаются устойчивыми, но обратимыми, либо пересекают критические пороги и становятся необратимыми».

Что имеет смысл отслеживать

Практический вывод статьи не в том, что супермощное Эль-Ниньо неизбежно сменит лес Амазонии на саванну или изменит коралловый риф. Исследование не измеряло такие экологические переходы. Оно показывает, что после экстремального события отдельные физические показатели климата могут с повышенной вероятностью отклоняться от прежнего среднего на протяжении многих лет, а потепление способно усилить некоторые из этих эффектов.

Чтобы понять, затихает ли след события, важно наблюдать, возвращается ли температура океана к прежнему уровню после сезонных колебаний, сколько сохраняется изменение влажности почвы и как ведёт себя средняя температура. Длительное отклонение этих показателей ещё не означает необратимости экосистемы. Такой вывод потребует самостоятельных данных о состоянии и восстановлении природных сообществ.

Источник

  1. Xue A., Geng X., Jin F.-F., Shin Y., Sung M.-K., Kug J.-S. Super El Niño events drive climate regime shifts with enhanced risks under global warming. Nature Communications. 2025;16:11262. Рецензируемая статья, опубликованная 12 декабря 2025 года. DOI: 10.1038/s41467-025-66143-7. Полный текст; PDF.

Источники и литература

Схема показывает, как супермощный Эль-Ниньо может через океаническую память и взаимодействие почвы с атмосферой привести к многолетнему статистическому отклонению, которое затем проверяют на устойчивость и обратимость.

Фото: Justin Wolfert / Pexels