Одна из приятных особенностей погоды в том, что даже плохие условия рано или поздно меняются — часто к лучшему. Но у этого правила есть исключение: тепловые купола — погодные системы, при которых область воздуха оказывается изолированной от окружающих потоков. По сути это работает как теплица: горячий воздух остаётся в ловушке, а влага снаружи не может проникнуть внутрь.
До недавнего времени это явление было редким, но оно создаёт серьёзную угрозу для любой флоры и фауны, оказавшейся внутри теплового купола. Ночи становятся почти такими же жаркими и душными, как дни, небо остаётся безоблачным неделями подряд, а дождей может не быть вовсе. Для живых организмов это оборачивается тяжёлыми проблемами с обезвоживанием, нагрузкой на сердечно-сосудистую систему и другими рисками для здоровья.
Формирование теплового купола
Жаркое лето, волна зноя и тепловой купол — в чём разница
Жаркие летние недели, волны зноя и тепловые купола легко перепутать, но у каждого из этих понятий своё чёткое значение. У каждого сезона есть типичные погодные паттерны и связанные с ними минимальные и максимальные температуры. Эти значения менялись на протяжении веков и тысячелетий под действием множества факторов, но главное — насколько сильно и как долго типичный максимум оказывается превышен.
Тепловой купол — это не просто волна зноя. Единого определения волны зноя не существует, но обычно так называют период как минимум в несколько дней подряд, когда дневная температура значительно превышает средний максимум. В Великобритании, например, для официального объявления «волны зноя» нужно как минимум два таких дня подряд. Подобные волны стали встречаться заметно чаще по мере роста глобальной температуры, вызванного антропогенным изменением климата.
Для образования теплового купола нужны два условия: период спокойной тёплой погоды и обширная область высокого давления, которая надолго задерживается на месте. Тёплый воздух поднимается вверх, но высокое давление в верхних слоях атмосферы противодействует ему, сжимая массу воздуха — из-за этого сжатия происходит адиабатический нагрев.
Возникает замкнутый цикл: всё более тёплая и сухая почва оказывается под безжалостным солнцем в безоблачном небе, а ночи почти не приносят облегчения. Удерживает этот застойный воздух на месте так называемая атмосферная блокировка.
Пример омега-блока
Атмосферные блокировки
Различают два типа блокировок: с омега-образной структурой и с расходящимся потоком. Именно омега-блок обычно сопровождает тепловые купола — он получил своё название из-за характерного узора, напоминающего греческую букву Ω.
Продолжительность таких блокировок сильно различается. Летом 1976 года в Великобритании подобная блокировка держалась несколько месяцев подряд, что и разогнало температуру до рекордных значений. Обычно же блокировки длятся от нескольких дней до пары недель.
Поскольку волны зноя и тепловые купола пересекаются без чёткой границы, британская метеослужба предпочитает при наличии блокирующей системы использовать термин «устойчивый летний блокирующий антициклон» — это точнее описывает суть явления. Хорошо заметно это и на картах волны жары 2021 года на западе Северной Америки.
Температурные аномалии 27 июня 2021 года по данным NASA Earth Observatory
Тихоокеанская жара 2021 года
Экстремальная волна зноя охватила значительную часть запада Северной Америки с конца июня по начало июля 2021 года и побила немало рекордов, включая самую высокую температуру, когда-либо зафиксированную в Канаде, — 49,6 °C. Явление в итоге классифицировали как тепловой купол: к моменту его завершения было зарегистрировано около 1400 случаев смерти людей сверх обычной нормы, а также огромные потери среди сельскохозяйственных животных, разрушительный пожар в посёлке Литтон и серьёзный ущерб сельскому хозяйству.
В данном случае блокировка не позволяла области застоявшегося горячего воздуха рассеяться или получить охлаждение от Тихого океана.
Экстремальная жара бьёт не только по людям и животным, но и по инфраструктуре: асфальт и рельсы деформируются от перегрева, а энергосистемы одновременно испытывают двойную нагрузку — резкий рост потребления из-за массового включения кондиционеров и снижение эффективности самого оборудования при высоких температурах. Именно поэтому устойчивость электросетей во время таких эпизодов становится отдельной инженерной задачей.
Формирование этой блокировки метеорологи предсказали заранее, после того как заметили, что тёплый влажный воздух от проливных дождей в Китае пересекает Тихий океан благодаря струйному течению. В то же время на юго-западе США уже была засуха, что добавило тепла региону Тихоокеанского Северо-Запада и подготовило почву для волны зноя.
Как видно на барометрической карте того периода, это привело к тому, что воздух, перенесённый струйным течением, оказался зажат между двумя областями низкого давления и создавал дополнительное давление на территорию внизу, где и без того стояло жаркое лето.
Давление в атмосфере во время волны зноя 2021 года
Похожее явление произошло и в Европе летом 2026 года: несколько волн зноя с тепловыми куполами формировались и держались неделями. Предыдущие европейские лета уже были заметно теплее и суше обычного, что и создало предпосылки для рекордного сезона.
Знойное лето 2025 года в Европе уже привело к многочисленным пожарам и избыточной смертности, но лето 2026 года по всем показателям оказалось ещё тяжелее. Закономерно встаёт вопрос: стоит ли ждать дальнейшего ухудшения ситуации — причём не только в Европе, но и во всём мире.
Больше энергии в системе — больше тепловых аномалий
Механизмы, вызывающие волны зноя и тепловые купола, становятся эффективнее по мере накопления в системе тепловой энергии. Это означает более сильные ливни, более высокую температуру поверхности, более частые засухи и так далее.
Из всех континентов Земли быстрее всего теплеет Европа: уже в 2022 году средняя температура была на 2,3 °C выше доиндустриального уровня. Адаптироваться к более сухому и жаркому климату можно — в том числе энергетике, — но в идеале стоило бы снизить общее количество энергии в погодных системах планеты.
На практике это значит по возможности обращать вспять антропогенное изменение климата — не добавлять в атмосферу парниковые газы, включая элегаз (SF6), который до сих пор широко используется в коммутационном оборудовании, в том числе в ветрогенераторах. Элегаз — один из самых мощных известных парниковых газов: по способности удерживать тепло он в тысячи раз превосходит углекислый газ, поэтому даже небольшие утечки из стареющего оборудования вносят непропорционально большой вклад в нагрев атмосферы. При этом по мере расширения сетей чистой энергии важно не забывать и об устойчивости энергосистем.
В конечном счёте рост числа волн зноя и подобных явлений — во многом дело рук человека, а значит, у человечества есть и возможность вернуть планете более стабильный климат. Тепловой купол — по-своему захватывающее метеорологическое явление, но из тех, что лучше видеть не чаще раза в поколение.
Для обычных людей главный практический вывод прост: тепловые купола нельзя просто «переждать» так же легко, как обычную жаркую неделю. Из-за безоблачного неба и почти полного отсутствия ночного охлаждения организм не успевает восстановиться, поэтому в такие периоды особенно важны достаточное потребление воды, минимизация физических нагрузок в дневные часы и внимание к пожилым людям и домашним животным, которые переносят затяжную жару тяжелее всего.
