Концентрации и элементарная стехиометрия взвешенных органических частиц углерода, азота, фосфора и потребности в кислороде для дыхания (C:N:P:-O₂) играют жизненно важную роль в характеристике и количественной оценке циклов морских элементов. Здесь представлена версия 2 глобального набора данных по органическому фосфору, углероду, кислороду для дыхания и азоту (GO-POPCORN). Версия 1 является ранее опубликованным набором данных о мелких частицах органического вещества из 70 различных исследований в период с 1971 по 2010 гг., а версия 2 состоит из данных, собранных в ходе недавних рейсов в период с 2011 по 2020 гг. Объединённый набор данных GO-POPCORN содержит 2673 парных измерения поверхностных POC/N/Р от 70° ю.ш. до 73° с.ш. во всех основных океанских бассейнах с высоким пространственным разрешением. Версия 2 также включает 965 измерений потребности в кислороде для дыхания органическим углеродом. Этот новый набор данных может помочь проверить и откалибровать биогеохимические модели глобального океана следующего поколения с гибкой стехиометрией элементов. Ожидается, что включение переменной C:N:P:-O₂ в модели поможет улучшить оценки ключевых биогеохимических потоков океана, таких как экспорт углерода, фиксация азота и реминерализация органического вещества.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01809-1

 

 

Большие данные о Земле накапливаются быстрыми темпами, что создаёт проблемы для их понимания и использования, но новые инструменты и приложения позволяют проводить анализ и повышают удобство использования для политиков. 

 

Накапливается постоянно увеличивающийся объём данных о планете Земля. Эти данные «большие» не только по размеру, но и по сложности, разным форматам и разным научным дисциплинам. Новые методы и платформы, такие как облако, используются для обработки, анализа и обмена большими данными. В новой книге «Аналитика больших данных в науках о Земле, атмосфере и океане», недавно опубликованной в серии специальных публикаций AGU, рассматриваются новые инструменты, используемые для анализа и отображения быстро растущего объёма данных о Земле. Ведущие редакторы подробнее рассказали о больших данных в контексте наук о Земле и описали некоторые достижения и проблемы в их анализе.  

Как бы вы объяснили «большие данные» и «большие данные о Земле» неспециалисту? 

Большие данные можно найти в каждой академической области. В нашей области науки «большие данные о Земле» — это данные о планете: океане, суше, атмосфере и климате. 

Зачем нам нужны большие данные о Земле? 

Земля представляет собой сложную систему, и она постоянно меняется. Например, в последнем отчёте Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) описывается беспрецедентная скорость глобального потепления климата за последние 200 лет, что привело к росту температуры океана, повышению уровня моря, усилению осадков и наводнений, новым рекордам волн тепла, засухам и постоянно растущему дефициту пресной воды. 

Многие учёные во всём мире изучают эти изменения — проводят наблюдения, анализируют данные и создают модели. При этом они генерируют огромное количество информации. 

Аналитика данных Big Earth — это применение всё более сложных инструментов для анализа и отображения данных. Это может позволить исследователям и лицам, принимающим решения, быстро понять текущее состояние нашего изменяющегося климата и сделать действенные прогнозы для спасения жизней и изменения курса нашего ухудшающегося климата. 

Какие типы больших данных о Земле анализируются? 

Анализируемые данные варьируются от спутниковых до сейсмических, изучающих структуру Земли. Анализ этих данных заимствован как из традиционных научных анализов, так и из инструментов, разработанных для бизнес-приложений. Эти типы анализа данных разрабатываются университетскими и исследовательскими группами, и они всё больше вызывают интерес у компаний. От Google Earth Engine до 10 лучших тенденций науки о данных Zuci System на 2022 год и до Программы распространения открытых данных NOAA — всё больше внимания уделяется большим данным о Земле и их анализу. Эти типы анализа всё больше полагаются на возможности облачного хранения и обработки, поскольку объём данных и необходимые вычислительные ресурсы выходят за рамки локальных. 

Какие инструменты или методы используются для анализа больших данных о Земле?  

Анализ системы Земли является многогранной и многовариантной задачей. Он включает в себя высокомасштабируемые решения для обработки данных, позволяющие быстро преобразовывать необработанные телеметрические данные со спутников наблюдения Земли в продукты научного качества, оптимизированные для анализа и гармонизирующие рамки для совместного анализа, ассимилировать их по запросу для передовых численных моделей и прогнозов на основе машинного обучения. 

Облачные и высокопроизводительные вычисления стали повсеместными для решения проблемы больших данных. Многие традиционные методы анализа были усовершенствованы, чтобы продвигать параллельные вычисления с общей памятью и методологии множественных вычислений. Отрадно видеть постоянные инвестиции со стороны агентств и университетов в решение различных аспектов системы Земли с использованием широкого спектра данных науки о Земле для демонстрации и проверки их методов. 

Наука с открытым исходным кодом имеет жизненно важное значение для разработки воспроизводимых, устойчивых и проверенных сообществом решений для анализа больших данных. Большая часть данных, в том числе спутниковых, бортовых, наземных, сейсмических и модельных, распространяется через официальные архивы, такие как NASA, NOAA, Геологическая служба США, ЕSА и различные академические организации.

Как продвинулась аналитика больших данных о Земле за последние годы?  

Аналитика больших данных стала ответом на возможность сбора более крупных и сложных данных и запуска более крупных и подробных моделей в более длительных временных масштабах путём разработки анализов для более крупных и сложных наборов данных. Многие из этих анализов используют преимущества расширенного доступа к вычислениям через облачные сервисы. Благодаря Интернету вещей* и таким концепциям, как граничные и туманные вычисления, расширяются возможности анализа данных ближе к месту их сбора. 

Какие проблемы возникают при попытке полностью внедрить аналитику больших данных Земли?  

Потоки данных с новых платформ и датчиков, таких как недавно выпущенный GOES-T, ясно показывают, что количество больших данных о Земле будет только увеличиваться.

В последние годы произошёл значительный прогресс в области управления и обработки больших данных о Земле, но эти всё более крупные наборы данных по-прежнему остаются сложными для анализа. В конечном счёте, способность извлекать знания из этого изобилия данных будет напрямую зависеть от способности разрабатывать и применять методы для их анализа.

Кому будет полезна эта книга?  

Большие данные о Земле полезны широкому кругу учёных-экологов, от географов до океанографов и климатологов. 

Разработчики политики могут использовать полезные данные для принятия решений и их реализации. Эта книга может быть использована профессионалами в области геоинформатики, работающими над обеспечением обработки больших данных о Земле, а также учёными или инженерами, которым требуется обработка больших данных о Земле для поддержки их исследований и разработок. 

Это также будет полезно для неспециалистов, которые ищут введение в тему, например, для компаний, занимающихся анализом больших данных о Земле. 

Глава 1 находится в свободном доступе. Посетите страницу книги на Wiley.com и нажмите «Прочитать отрывок» под изображением обложки.

* Интернет вещей — это множество физических объектов, подключённых к интернету и обменивающихся данными.

 

Ссылка: https://eos.org/editors-vox/analyzing-big-earth-data-progress-challenges-opportunities

 

Документом предусмотрено, что требования к «зеленому» строительству адаптируют под снижение выбросов парниковых газов. Проекты, призванные сделать городскую среду комфортной для жителей, будут направлены на адаптацию городов к происходящим климатическим изменениям. 

 

Ссылка: http://government.ru/news/46950/

  

В последние десятилетия в Арктике наблюдались быстрое потепление атмосферы и потеря морского льда, и, по прогнозам, к концу этого столетия Арктика освободится ото льда. Циклоны — это синоптические погодные явления, переносящие тепло и влагу в Арктику и оказывающие комплексное воздействие на морской лёд, а также на местный и глобальный климат. Однако влияние изменения климата на поведение арктических циклонов остаётся малоизученным. В этом исследовании используются методы регионального моделирования с высоким разрешением (4 км) и глобальные климатические реконструкции и прогнозы в уменьшенном масштабе с целью изучить, как недавние и будущие климатические изменения влияют на поведение циклонов. Результаты показывают, что недавнее изменение климата ещё не оказало заметного влияния на характеристики арктических циклонов. Однако будущая потеря морского льда и повышение температуры поверхности приведут к значительному увеличению приповерхностного температурного градиента, потоков явного и скрытого тепла и конвекции во время циклонов. Будущий климат может привести к изменению траектории циклонов, а также к усилению и продлению их интенсивности за счёт значительного увеличения скорости ветра, температуры и количества осадков. Такие изменения в характеристиках циклонов могут усугубить потерю морского льда и потепление в Арктике за счёт положительной обратной связи. Усиливающийся экстремальный характер этих погодных явлений имеет последствия для местных экосистем, сообществ и социально-экономической деятельности.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-34126-7

 

Изменение климата повлияет не только на масштабы наводнений, но и на их сроки. В этой статье исследуется изменение времени паводка на 6167 гидропостах с 1970 по 2010 гг. в глобальном масштабе. Исследованы сдвиг сроков половодья и его связь с тремя важными факторами (максимальными 7-дневными осадками, избытком влаги в почве и таянием снега). Средняя дата затопления имеет чёткую глобальную закономерность: зима (декабрь–февраль) на западном побережье Америки, в Западной Европе и Средиземноморском регионе, лето (июнь–август) на севере Америки, в Альпах, на Индийском полуострове, в Центральной Азии, Японии и лето южного полушария (декабрь–февраль) в Южной Африке и Северной Австралии. Сдвиг во времени наводнения имеет тенденцию от −22 дней за десятилетие (ранее) до 28 дней за десятилетие (позднее). Более ранние наводнения были широко распространены в Северной Америке, Европе и на северо-востоке Австралии, в то время как отсроченные наводнения преобладали в Амазонии, Серрадо, Южной Африке, Индии и Японии. Более раннее время наводнения в Северной Америке и Европе было вызвано более ранним таянием снега, в то время как задержка экстремального избытка влаги в почве и осадки в совокупности привели к задержке наводнений в зоне муссонов, включая Южную Африку, Индию и Японию. Это исследование даёт представление о механизме смещения времени наводнения и поддерживает решения по смягчению последствий глобальных наводнений и последствиям будущего изменения климата.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-23748-y

 

С 6 по 18 ноября в египетском Шарм-эш-Шейхе проходит очередной климатический саммит ООН (COP27). Plus‑one.ru узнал у спецпредставителя президента РФ по вопросам климата Руслана Эдельгериева, возглавляющего российскую делегацию на форуме, о том, что там будут обсуждать и с чем Россия едет на переговоры.

— Что планируют обсуждать на COP27? Будет ли наша страна предлагать свои климатические инициативы?

— Россия ориентируется на прагматичную работу по повестке дня конференции. В частности, мы нацелены на детализированное обсуждение элементов рыночных механизмов, заложенных в статье 6 Парижского соглашения (конкретных способов сокращения выбросов и учета результатов климатических проектов. — Прим. Plus-one.ru). Напомню, на предыдущем форуме в Глазго все страны достигли значительного прогресса по функционированию международных углеродных рынков. Теперь важно посмотреть на итоги первого года работы этого механизма (благодаря ему государства и компании могут продавать или покупать квоты на выбросы парниковых газов, тем самым экологизируя производства и внося свой вклад в международную борьбу с изменением климата. — Прим. Plus-one.ru), а также наметить пути дальнейшей деятельности.

Значительная работа предстоит по вопросам финансирования борьбы с климатическими изменениями в развивающихся странах, выработке глобальной цели по адаптации к потеплению, а также — обсуждение довольно непростой темы потерь и ущерба от тех последствий изменения климата, которых не удалось избежать. Это один из гордиевых узлов предстоящих переговоров — основное противоречие лежит между странами глобального Севера и Юга.

Стоит также признать, что некоторые государства попробуют использовать площадку конференции для возложения ответственности на Россию за разразившиеся продовольственный и энергетический кризисы. Намерены исчерпывающе и детально изложить наш взгляд на текущие вызовы, ориентировать партнеров на трезвый и деполитизированный подход.

— Тема адаптации к изменению климата — центральная на COP27. В нашей стране решают эту проблему?

— В 2022 году в рамках реализации Национального плана мероприятий первого этапа адаптации к изменениям климата на период до 2022 года разработаны отраслевые и региональные планы адаптации к потеплению. Они содержат оперативные и долгосрочные меры в отраслевом и региональном разрезе. Определены приоритетные адаптационные мероприятия на основе оценки климатических рисков, что поможет снизить потери и увидеть выгоды, связанные с наблюдаемыми и ожидаемыми изменениями климата. До конца года планируется утвердить план мероприятий второго этапа адаптации на период до 2025 года.

— В феврале и марте звучали заявления о том, что Россия может выйти из Парижского соглашения. Как вы оцениваете вероятность такого развития событий?

— Это были предположения отдельных лиц, но на официальном уровне этот вопрос никогда не обсуждался, таких планов нет. Россия — климатически ответственное государство и не отказывается от взятых на себя климатических обязательств и достижения установленных целей (согласно Парижскому соглашению, Россия обязалась к 2030 году выбрасывать в атмосферу не более 70 % парниковых газов от уровня 1990 года. При этом в 2018-м выбросы составили всего 52 % от указанного уровня. — Прим. Plus-one.ru).

— Вы заявляли о том, что климатический диалог между Россией и США практически сошел на нет. Будете ли вы проводить встречи с американскими коллегами на COP27?

— Мы выступаем за полноправный диалог с западными странами, однако для этого необходимы заинтересованность со стороны наших партнеров и желание прислушиваться к темам, которые вызывают у нас озабоченность. Каждая страна уникальна, и универсальных рецептов декарбонизации экономики не существует — это простая истина, которую мы пытаемся донести до наших партнеров в Вашингтоне и европейских столицах. Но мир гораздо больше.

Мы продолжаем и расширяем климатический диалог с заинтересованными странами, в том числе по линии БРИКС, ЕАЭС, развиваем отношения с африканскими и азиатскими государствами.

При этом остаемся открытыми к диалогу со всеми сторонами РКИК ООН (Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата, вступила в силу 21 марта 1994 года. На сегодняшний день договор ратифицировали 197 стран. Основная цель конвенции — не допустить опасного антропогенного воздействия на климатическую систему Земли. — Прим. Plus-one.ru), понимая, что научное и технологическое сотрудничество необходимо для достижения общих целей по борьбе с изменением климата.

— Возможно ли присоединение России к международному соглашению по сокращению выбросов метана?

— На данный момент присоединяться к международному соглашению не планируем, будем продолжать работу на национальном уровне. Меры по сокращению выбросов метана находятся под нашим пристальным вниманием, особенно в свете последнего Бюллетеня Всемирной метеорологической организации по парниковым газам, выпущенного в конце октября. В нем сообщается о самом значительном скачке концентрации метана в 2021 году с момента начала систематических измерений почти 40 лет назад.

— Какой результат переговоров вы сочли бы успешным для мира в целом и России в частности?

— Если коротко, мы ожидаем от Шарм-эш-Шейха существенного прогресса в работе над глобальной целью по адаптации. Разумеется, мы также рассчитываем на то, что на конференции возобладает атмосфера сотрудничества и созидания, без политизации климатического диалога и попыток со стороны ряда стран прикрыть свои «климатически недружественные» решения в сфере энергетики геополитической обстановкой.

 

Ссылка: https://plus-one.ru/ecology/2022/11/07/rossiya-ne-otkazyvaetsya-ot-vzyatyh-na-sebya-klimaticheskih-obyazatelstv?utm_source=web&utm_medium=article&utm_content=link&utm_term=scroll

 

Анализ воздействия экстремальной жары показывает, что самые большие финансовые потери понесли тропические страны с низким доходом.

Изменение климата до сих пор стоило мировой экономике триллионы долларов, но страны с низким доходом в тропических регионах несут основную тяжесть этих потерь, говорится в исследовании, в котором анализируются экономические последствия волн тепла во всём мире за 20-летний период. 

В исследовании, опубликованном 28 октября в журнале Science Advances¹, оценивается, что мировая экономика потеряла от 5 до 29 триллионов долларов США с 1992 по 2013 гг. в результате глобального потепления, вызванного деятельностью человека. Но эффект был наихудшим в тропических странах с низким доходом, что привело к сокращению их национального дохода в среднем на 6,7%, тогда как в странах с высоким доходом среднее снижение составило всего 1,5%. 

Неравное бремя 

На графике показано, что тропические страны и страны с низким уровнем дохода страдают от сильнейшего экономического воздействия в результате волн тепла.

В исследовании также подчёркивается необходимость введения климатической политики, направленной на устранение экологической несправедливости. Его выводы «поддерживают дискуссии о потерях и ущербе, которые станут ключевой темой [саммита Организации Объединенных Наций] COP27», — говорит Кай Корнхубер (Kai Kornhuber), климатолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Климатическое неравенство 

Неравные последствия глобального потепления — это «то, о чём раньше говорили лишь качественно», — сказала доктор Викки Томпсон (Vikki Thompson), специалист по климату из Бристольского университета, Великобритания, но в этом анализе «удалось действительно дать количественную оценку». По её словам, сюда также входят части мира, часто исключаемые из исследований волн тепла из-за отсутствия данных.

Чтобы оценить экстремальную жару, обусловленную выбросами парниковых газов, исследователи объединили данные о среднегодовых температурах в странах и пяти самых жарких днях каждого года с 1992 по 2013 гг. с модельными вычислениями. «Очень-очень жаркие дни — это один из самых ощутимых способов почувствовать изменение климата», — говорит соавтор работы Кристофер Каллахан (Christopher Callahan), исследователь по моделированию климата из Дартмутского колледжа в Ганновере, штат Нью-Гэмпшир. «Мы знаем, что они уничтожают урожай, снижают производительность труда, вызывают больше производственных травм». Каллахан и его коллеги изучили связи между периодами сильной жары и экономическими тенденциями в глобальном и национальном масштабах. 

Их модели показали, что регионы с низким доходом, в которых обычно бывает тёплая погода, больше всего страдают от повышения температуры, несмотря на то, что их выбросы часто намного ниже, чем в более богатых регионах (см. «Неравное бремя»). Такие страны, как Бразилия, Венесуэла и Мали, оказались в числе наиболее пострадавших, где валовой внутренний продукт (ВВП) на душу населения ежегодно сокращался примерно на 5% по сравнению с тем, что было бы без волн тепла, вызванных деятельностью человека. Напротив, сокращение ВВП в таких странах, как Канада и Финляндия, составляет всего около 1%.

Целевые инвестиции  

Полученные данные могут способствовать пониманию, каким образом реализуются стратегии, помогающие странам адаптироваться к экстремальной жаре или сильным осадкам. «Тот факт, что мы смогли точно определить влияние пяти самых жарких дней в году на весь год как экономический эффект, означает, что эти несколько дней имеют действительно огромные последствия», — говорит Каллахан. «Поэтому инвестиции, направленные на смягчение последствий экстремальной жары в самые жаркие периоды года, могут принести значительную экономическую отдачу». 

Исследование также подчёркивает необходимость того, чтобы богатые страны платили свою долю, говорит Эрих Фишер (Erich Fischer), климатолог из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. «Учитывая неравное бремя и долю исторических выбросов… глобальный север должен поддерживать глобальный юг в плане преодоления этих неблагоприятных последствий».

Литература

1. Callahan, C. W. & Mankin, J. S. Sci. Adv. 8, eadd3726 (2022).

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/d41586-022-03573-z

 

Было подтверждено, что повсеместно наблюдаемое и прогнозируемое увеличение числа эпизодов экстремально высоких температур наряду с уменьшением числа экстремальных холодных явлений согласуется с глобальным и региональным потеплением. Авторы показали, что в десятилетних вариациях повторяемости экстремальных значений приземной температуры воздуха над Сибирью зимой в основном доминировала атлантическая меридиональная термохалинная циркуляция (АМТЦ), а не антропогенное воздействие. Более сильная АМТЦ вызывала большее число экстремальных тёплых и холодных явлений за счёт увеличения дисперсии зимней приземной температуры над Сибирью, в то время как прямое влияние внешних воздействий, особенно антропогенных парниковых газов, мало влияло на совокупность экстремальных температур из-за эквивалентного воздействия на увеличение числа тёплых и уменьшение числа холодных экстремумов. Можно сделать вывод о возможном механизме, заключающемся в том, что более сильная АМТЦ стимулировала распространение шлейфа волн, зародившегося в северной части Атлантического океана, через средние и высокие широты, тем самым увеличивая изменчивость циркуляции над Уральским блокирующим регионом и Сибирью, которая имеет там решающее значение для экстремумов приземной температуры.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00307-w

 

Прогнозируемые изменения экстремальных значений количества осадков в будущем демонстрируют существенную неопределённость моделей климата, что создаёт серьёзные проблемы для действий в области изменения климата и планирования адаптации. Практические методы уменьшения неопределённости модельных прогнозов остаются неясными. Используя большие ансамбли моделей, авторы показывают, что неопределённость в прогнозах будущих внетропических экстремальных осадков в значительной степени коррелирует с модельными представлениями о современной изменчивости осадков. Модели с более слабой современной изменчивостью осадков, как правило, прогнозируют большее увеличение количества экстремальных осадков при данном приращении глобального потепления. Эту взаимосвязь можно объяснить статистически, используя идеализированное распределение осадков. Эта возникающая взаимосвязь обеспечивает сильное ограничение будущих прогнозов экстремальных осадков на основе наблюдаемой изменчивости осадков в настоящее время, что снижает неопределённость прогнозов на 20–40% во внетропических регионах. Из-за широко распространённого воздействия экстремальных осадков это не только дало полезную информацию для понимания неопределённостей в текущих прогнозах моделей, но также, как ожидается, принесёт потенциальные социально-экономические выгоды в планировании адаптации к изменению климата.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-34006-0