Суперкомпьютер спрогнозировал длительную засуху в США через 27 лет

Климатическая модель, разработанная исследователями Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, прогнозирует длительные засухи на большей части территории США, за которыми последуют кратковременные, но разрушительные наводнения.

По прогнозам, все катаклизмы будут происходить в течение следующих 50 лет (раз в 10, 25 и 50 лет). Например, вероятность засухи через 50 лет составляет 5%, и она будет широко распространена на Среднем Западе, Юго-Западе и Северо-Западе США. По словам учёных, площадь засухи увеличивается, и к середине века, через 27 лет, значительная часть Среднего Запада будет находиться в состоянии постоянной засухи. Модель прогнозирует такой климат в блоках до 12 квадратных километров.

Фрагмент карты районов засухи на Западе и Среднем Западе США.

Климатическая модель была смоделирована с использованием суперкомпьютеров в Национальной лаборатории Министерства энергетики США в Беркли (LBNL) и в Аргоннском вычислительном центре лидерства (ALCF).

Работа призвана помочь законодателям принимать обоснованные решения при разработке политики в отношении краткосрочных засух и наводнений. Однако работа только началась, и сейчас команда работает над улучшением разрешения модели до 4 квадратных километров, и использует методы машинного обучения для выявления как краткосрочных, так и долгосрочных проблем.

Группа ограничила долгосрочную траекторию этих прогнозов 50 годами из-за высокой степени присущей им неопределенности. В прогнозировании условий засухи, необходимо учитывать более 50 показателей, включая температуру, осадки, эвапотранспирацию и т.д. Чтобы сократить количество учитываемых показателей, исследователи разработали новую меру – Стандартный индекс дефицита давления паров засухи (SVDI), который рассчитывается независимо от осадков.

По словам учёных, многие приравнивают уменьшение количества осадков к засухе, но это не всегда хороший показатель. SVDI позволяет измерять потребность в испарении. Чем она выше, тем больше влаги вытягивается из растительности и почвы. Ещё одним преимуществом SVDI является то, что дефицит давления пара относительно легко смоделировать.

Аргоннские исследователи также предсказывают короткие, но интенсивные периоды осадков — характерные для многих районов, подверженных засухе, — которые приводят к обширным наводнениям. Также увеличение воды будет вызвано высыханием почвы – по мере высыхания почва становится гидрофобной и начинает интенсивно «выталкивать» воду.

В конечном счете, ученые надеются, что улучшенные модели помогут политикам более эффективно решать проблемы климата.