Метод малых воздействий на атмосферу способен ослаблять экстремальные погодные явления или менять их траектории за несколько дней до пика
Наука и космос1128 июн 20:08
Исследователи из Университета штата Аризона (Arizona State University, ASU) предложили концепцию, согласно которой экстремальные погодные явления могут быть контролируемыми не через «грубое» вмешательство в климатическую систему, а путём небольших целенаправленных изменений на её наиболее уязвимых этапах. Авторы назвали этот подход «Weather Jiu-Jitsu» — «погодное джиу-джитсу», акцентируя внимание на идее использования внутренних сил атмосферы для коррекции её поведения.
Исследование основано на компьютерных моделях и пока не проводилось в реальных условиях, однако авторы утверждают, что моделирование демонстрирует принципиальную возможность ослабления или перенаправления опасных погодных систем при точных и своевременных воздействиях.
Основная идея концепции заключается в том, что атмосфера представляет собой хаотическую нелинейную систему, чувствительную к небольшим изменениям начальных условий. В теории хаоса это явление известно как «эффект бабочки»: даже незначительное воздействие в критический момент может привести к значительным изменениям в будущей траектории системы. Исследователи утверждают, что в случае погодных процессов это может быть использовано для «перенастройки» траекторий ураганов, атмосферных рек, холодных волн или засух до того, как они достигнут разрушительных масштабов.
Авторы подчеркивают, что традиционные методы защиты — дамбы и защитные сооружения — уже не способны справляться с растущими убытками от экстремальных погодных явлений. По их оценкам, только в 2024 году климатические экстремумы нанесли мировой экономике убытки порядка $417 млрд. При этом частота и интенсивность таких событий, согласно климатическим исследованиям, продолжают увеличиваться на фоне глобального потепления и роста плотности населения в уязвимых регионах.
Концепция Weather Jiu-Jitsu предлагает принципиально новый подход: вместо реакции на катастрофу — вмешательство в её формирование. В моделях ASU рассматриваются «мягкие возмущения» в атмосфере, которые в критические моменты развития системы могут изменить её дальнейшее развитие. В качестве возможного инструмента таких воздействий исследователи упоминают, в частности, управляемый сеяние облаков.
Для проверки идеи использовались как классические модели атмосферной динамики, так и крупномасштабная ИИ-модель земной системы Aurora, предназначенная для высокоточного прогнозирования погодных процессов. Именно на таких симуляциях тестировались сценарии вмешательства в исторические экстремальные события.
Результаты моделирования оказались значительными по масштабу эффекта. В частности, расчёты показывают, что заранее рассчитанные и точно синхронизированные воздействия за несколько дней до пика урагана могли бы изменить траекторию урагана «Сэнди» 2012 года примерно на 300 километров, потенциально уводя его от Нью-Йорка. Аналогичные сценарии для других типов экстремальных явлений продемонстрировали возможность ослабления холодных аномалий, включая повышение экстремальных минимальных температур во время зимнего шторма в Техасе 2021 года примерно на 18 °F (около 10 °C). В случае атмосферных рек, ответственных за сильные наводнения, моделирование указывает на снижение интенсивности осадков приблизительно на 5%.
Авторы подчеркивают, что ключевым фактором является время: воздействие должно быть осуществлено за дни до того, как система достигает пика интенсивности. В этом случае небольшие изменения могут «перенастроить» крупные потоки, включая высокоскоростные воздушные потоки в верхней атмосфере, которые в значительной степени определяют траектории штормов.
При этом сами исследователи подчеркивают, что речь не идет о подавлении природной системы или попытке «перекрыть» её энергетику. Напротив, концепция основана на взаимодействии с уже существующей динамикой атмосферы, где минимальные вмешательства используют её внутреннюю чувствительность.
Отдельное внимание в работе уделяется технологической стороне реализации. В качестве инструментов воздействия рассматриваются как уже существующие методы — например, засев облаков, так и более перспективные подходы, связанные с точечным управлением атмосферными процессами. При этом критически важной частью системы становится искусственный интеллект, который анализирует огромные массивы климатических данных и определяет оптимальные моменты для вмешательства.
Несмотря на впечатляющие результаты моделирования, авторы подчеркивают, что переход к практическому применению требует крайне осторожного подхода. В качестве промежуточных шагов предлагается сначала проводить численные эксперименты на исторических данных, затем ограниченные региональные испытания и только после этого — строго контролируемые пилотные проекты под международным надзором с участием организаций вроде Всемирной метеорологической организации.
С точки зрения потенциальных последствий, исследователи рассматривают Weather Jiu-Jitsu как инструмент снижения риска катастроф, особенно для регионов, наиболее уязвимых к экстремальной погоде и не обладающих развитой защитной инфраструктурой. В долгосрочной перспективе авторы считают, что подобные методы могут изменить сам подход к управлению климатическими рисками — от реактивного к проактивному.
При этом остается открытым ключевой вопрос: насколько реально управлять столь сложной и хаотической системой, как атмосфера, в условиях реального мира, где даже небольшие ошибки в прогнозе могут радикально изменить результат.
Darth SaharaИсточники:PLOS WaterНаука и космос11Искусственный интеллектКлиматические рискиГеоинженерияТеория хаосаКлиматическое моделированиеЭкстремальная погодаAurora модель28 июн 20:08
Источник