Повышенная температура воздуха в городских кварталах, обусловленная эффектом городского острова тепла, - это форма теплового загрязнения, вызывающего тепловой дискомфорт, повышенное потребление энергии и ухудшающего здоровье населения. Меры по смягчению последствий могут быть дорогостоящими, при этом необходимо получить максимальную выгоду от ограниченных ресурсов. Авторы показали, что значительного снижения воздействия можно добиться за счёт ограниченного применения отражающих поверхностей. Они использовали численную гидродинамическую модель для определения температуры воздуха в являющейся прототипом окрестности для различных направлений ветра, конфигураций зданий и частичного применения отражающих поверхностей. Несмотря на то, что отражающие поверхности уменьшают тепловое загрязнение, их эффективность по отношению к стоимости зависит от пространственного распределения. Хотя расположенные ниже по потоку части подвергаются наибольшему тепловому загрязнению, использование отражающих поверхностей в верхних частях более эффективно по соотношению «цена-качество» по сравнению с частями, находящимися ниже по потоку.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-021-23634-7

ВМО провела диалог на высшем уровне о будущем прогнозирования погоды и климата в рамках своего постоянного стремления к укреплению сотрудничества и взаимодействия государственного и частного секторов в целях поддержки адаптации к изменению климата, устойчивого развития и повышения устойчивости.

Вторая сессия на высшем уровне Открытой консультативной платформы, состоявшаяся виртуально 26-27 мая, была сосредоточена на двух приоритетных крупных задачах: будущее прогнозирования погоды и климата; и меняющиеся роли и обязанности - будущее национальных метеорологических и гидрологических служб (НМГС).

Она была организована Генеральным секретарем ВМО проф. Петтери Тааласом (Petteri Taalas) и президентом ВМО проф. Герхардом Адрианом (Gerhard Adrian) и собрала вместе руководителей НМГС, частных компаний, поставщиков метеорологического оборудования, представителей исследовательского сообщества и академических кругов.

Спрос на информацию о погоде и прогнозах климата стремительно рос в течение последнего десятилетия и будет расти ещё быстрее в ближайшие годы в связи с усилением экстремальных погодных, климатических, гидрологических и других экологических рисков.

В создании и предоставлении этих услуг произошла революция, благодаря появлению суперкомпьютеров, спутниковых технологий и технологий дистанционного зондирования, интеллектуальных мобильных устройств. Растущая доля этих инноваций пришла из частного сектора. В то же время прогрессу препятствуют сохраняющиеся пробелы в основной системе наблюдений.

«Несомненно, 2020-е годы принесут значительные изменения в сообщество метеорологов, климатологов и гидрологов: благодаря, с одной стороны, быстрому развитию науки и технологий, а, с другой, быстро меняющейся картине заинтересованных сторон с развивающимися возможностями и ролями», - говорит Генеральный секретарь ВМО проф. Петтери Таалас.

«Такие изменения повлияют на то, как составляются и используются прогнозы погоды и климата», - говорит он.

Будущее прогнозирования погоды:

Д-р Жильбер Брюне (Gilbert Brunet), председатель Научно-консультативной группы ВМО (Scientific Advisory Panel, SAP) и главный научный сотрудник Австралийского Метеорологического Бюро, представил новую Белую статью о будущем прогнозирования погоды и климата. В Белой статье прослеживается развитие метеорологической службы и рассматриваются проблемы и возможности ближайшего десятилетия. В ней исследуются три всеобъемлющих компонента инновационного цикла: инфраструктура, исследования и разработки и эксплуатация. Это будет способствовать появлению нового поколения метеорологического и климатического обслуживания, которое поможет людям, бизнесу и правительствам эффективнее снижать риски, сокращать убытки и реализовывать возможности на основе нового интеллекта, состоящего из высокоточных и надёжных прогнозов и предсказаний», - говорится в Белой статье. По словам д-ра Брюне, основные структуры прогнозирования существенно не изменятся в ближайшее десятилетие, но мы увидим заметные сдвиги в ролях и требованиях к производительности.

• Международное сотрудничество на государственном уровне продолжит оставаться основным фактором. ВМО следует значительно активизировать свои усилия по координации и продвижению международных НИОКР.
• На национальном уровне НМГС необходимо больше участвовать в инициативах по моделированию и данным на уровне сообществ, а также в консорциумах НИОКР. Следует признать и продвигать важность тесного сотрудничества с пользователями и возможности использования сотрудничества и взаимодействия государственного и частного секторов.
• ВМО должна и впредь быть основой наращивания потенциала и предоставлять численные прогнозы для различных глобальных и региональных провайдеров.

Правительствам необходимо поддерживать и в идеале ускорять государственные инвестиции в глобальную систему наблюдений и суперкомпьютерные возможности, которые имеют основополагающее значение для сотрудничества.

Развитие / улучшение климатических моделей должно соответствовать стратегии прогнозирования погоды. По словам д-ра Брюне, в этом контексте возможна и желательна унифицированная система единой модели в различных временных масштабах (прогнозы от текущей погоды до столетия) и пространственных масштабах (от конвективного масштаба до моделирования климатической системы Земли).

Д-р Флоранс Рабье (Florence Rabier), генеральный директор Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды, подчеркнула огромный потенциал моделирования системы Земля.

Для этого потребуются крупные технологические разработки в области высокопроизводительных вычислений, облачных технологий, искусственного интеллекта и машинного обучения, а также больше наблюдений со спутников, с привлечением частных компаний.

По словам д-ра Рабье, для постепенного развития таких разработок необходимы более тесные партнерские отношения между государствами-членами ВМО, научными кругами и бизнесом.

Д-р Кевин Петти (Kevin Petty), директор по науке и прогнозированию, а также частно-государственному партнерству The Weather Company, IBM, обсудил Систему глобального прогнозирования атмосферы с высоким разрешением (GRAF): улучшение численного прогнозирования погоды посредством стратегического партнерства. Стратегическое партнерство - эффективный и действенный способ достижения целей и задач, особенно в сжатых временных рамках, и потенциально может открыть дверь для других возможностей сотрудничества. Они должны строиться вокруг общей цели, даже если мотивация каждого партнера может немного отличаться. Привлечение правильных партнеров имеет важное значение в любом начинании; По его словам, не следует прилагать усилий для принуждения.

Меняющиеся роли и обязанности - будущее национальных метеорологических и гидрологических служб

Хотя национальные метеорологические и гидрологические службы во всех 193 странах-членах ВМО по-прежнему являются государственными организациями, назначенными правительствами для предоставления метеорологического и связанного с ним обслуживания, в последние десятилетия в бизнес прогнозирования погоды вошли многие другие поставщики, включая межправительственные организации, такие как Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды, компании частного сектора и академические учреждения.

• Десятилетие 2021-2030 гг.: Предусмотрены значительные изменения в ролях и деятельности всех заинтересованных сторон в области погоды и климата, включая НМГС.
• Вопрос о ролях и обязанностях НМГС является центральным вопросом, который мы должны постоянно обсуждать.
• НМГС необходимо стать более ориентированными на общество.
• Большое разнообразие правовых и институциональных рамок, в соответствии с которыми НМГС создаются и действуют в разных странах, сохранится, не будет «единой меры».
• Общей проблемой для НМГС будет то, как взаимодействовать с другими заинтересованными сторонами в многосекторном предприятии, которое будет лучше служить обществу и использовать имеющиеся ресурсы.
• Готовящаяся к выпуску Белая статья Открытой консультативной платформы «Будущее национальных метеорологических и гидрологических служб» попытается решить эти проблемы и предоставить руководящие сценарии для среднесрочного и долгосрочного планирования лицами, принимающими решения.

Г-жа Марианна Тирринг (Marianne Thyrring), Постоянный представитель Дании при ВМО, подчеркнула необходимость смещения фокуса DMI (Датский метеорологический институт) с ориентированного на продукт, ориентированный на общество и его роль в распространении данных, сделав данные DMI открытыми и бесплатными для всех.

Проф. Мансур Бако Матазу (Mansur Bako Matazu), Постоянный представитель Нигерии при ВМО, поделился опытом Нигерийского метеорологического агентства, NiMet, с государственно-частными партнерствами в области метеорологического и климатического обслуживания. По его словам, НМГС не могут продолжать полагаться только на себя, учитывая, что государственное финансирование для обеспечения метеорологической инфраструктуры не является устойчивым. Сегодня метеорологическое подразделение - это глобальное государственно-частное партнерство, которое может помочь устранить недостатки инфраструктуры. По его словам, при надлежащей поддержке правовых и других рамок метеорологические подразделения могут приносить существенные потоки доходов НМГС:

Наоюки Хасегава (Naoyuki Hasegawa), Постоянный представитель Японии при ВМО, со своим коллегой Масанори Обаяси (Masanori Obayashi) объяснили, как Закон о метеорологической службе возлагает ответственность на Японское Метеорологическое Агентство не только за его операции, но и за всю систему в масштабах страны. Японское Метеорологическое Агентство способствует дальнейшему использованию метеорологических данных и услуг в экономической и социальной деятельности посредством таких инициатив, как Weather Business Consortium, работая над улучшением своих собственных государственных услуг в сотрудничестве с частным и академическим секторами. По его словам, для разностороннего реагирования на быстро меняющуюся социальную среду и научные технологии жизненно важно содействовать вовлечению заинтересованных сторон посредством непрерывного диалога и взаимопонимания.

Открытая консультативная платформа была запущена в 2019 году в результате знаковой «Женевской декларации: построение сообщества для действий в области погоды, климата и воды», которая была одобрена Всемирным метеорологическим конгрессом в 2019 году.

Женевская декларация (2019) подчёркивает «необходимость укрепления всей цепочки создания стоимости метеорологического, климатического и гидрологического обслуживания - от получения и обмена данными наблюдений и информации до обработки данных и прогнозирования, а также предоставления обслуживания - для удовлетворения растущих потребностей общества», и указывает на «развивающиеся возможности и растущее участие частного сектора во всех звеньях производственно-сбытовой цепочки и ускорении инноваций».

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/future-of-weather-and-climate-services

О ситуации с принятием нового закона о Российской академии наук и омоложении РАН, а также о невежестве и способах борьбы с ним в интервью ТАСС на Петербургском международном экономическом форуме (ПМЭФ) рассказал президент РАН, академик Александр Сергеев.

— Как идет обсуждение проекта нового закона об Академии наук? На какой стадии сейчас ситуация, когда закон может быть принят?

— Новый закон, или поправки к закону о Российской академии наук, подготовлен. Он необходим для того, чтобы модернизировать организационно-правовую структуру Академии. Сегодня РАН не имеет полномочий для проведения государственной научно-технической экспертизы, я имею в виду институциональную экспертизу проектов государственного или надведомственного уровня. Если такая экспертиза все же нужна, то статус РАН должен измениться. Академии необходимо стать основным субъектом по реализации этой экспертизы. Вот об этом, собственно, и речь, когда мы говорим о возвращении к прежнему организационно-правовому статусу — государственной Академии наук — статусу, который был у РАН до 2013 года.

Одновременно с этим у нас есть предложение по структурным изменениям. Мы бы хотели, чтобы в составе Российской академии наук появились профессора РАН в статусе ассоциированных членов. Сегодня существует лишь почетное звание профессора РАН, фактически, это единственная возможность как-то легитимизировать их присутствие, и даже не в РАН, а как бы рядом. Этого явно недостаточно, и профессора настойчиво просят, чтобы в законе и уставе Российской академии наук появились профессора РАН.

Мы считаем, что за время формирования такой профессорской когорты Академия наук увидела ее полезность и важность. Профессора РАН проходят через настоящие академические выборы, их выбирают профильные отделения на конкурентной основе. Это на самом деле, определенный залог качества людей, попадающих в Академию наук. Молодежь, которая проходит через эти выборы, по-другому уже начинает себя ощущать, готова активно работать на Академию.

— Считаете, что легитимизация такого статуса в РАН может стать эффективным инструментом омоложения?

— Думаю, да. В общем, все наши предложения по новому закону уже достаточно давно сформулированы, переданы и в администрацию президента РФ, и в правительство. Но пока определенного ответа нет. Скорее, мы находимся в фазе созревания решения по этому вопросу. Вообще, всякие изменения закона о Российской академии наук сразу становятся резонансными, поэтому тут надо быть очень осторожным. Резонанс может всколыхнуть и тех, которые увидят в этом предложении то, что Академию наук еще дальше пытаются, так скажем, растворить. С другой стороны, может всколыхнуть других, которые скажут, что Академия наук хочет полностью вернуть свой функционал, утерянный после реформы. РАН очень пестрая, и это хорошо, на самом деле. Мне даже часто задают вопрос: "Чего у вас в РАН постоянно какие-то дискуссии, конфликты?". Я обычно отвечаю, что основное качество ученого человека — он всегда сомневается и критически осмысливает информацию. Это совершенно нормально, пропустить все через фильтр своего сомнения и сформулировать собственную позицию. Но это и причина столкновения разных точек зрения, дискуссий и даже конфликтов. Но ученый без сомнений быть не может, и это нужно использовать, в том числе для объективной научно-технической экспертизы.

Много есть дискуссий о том, что экспертиза должна быть сугубо индивидуальным, профессиональным делом. Что институциональная экспертиза, когда ответственность за нее берет в целом организация, в нашем случае РАН, вроде и не нужна. Но я бы здесь все-таки привел опыт других стран. Вот, например, есть Национальная академия наук США. У нее основная функция — экспертная, и ничего серьезного, крупного и в науке, и в технологиях, без их экспертизы не проходит. Таким же инструментом должна обладать и Российская академия наук.

— На ПМЭФ Академия наук провела сессию "Знание — сила?" вместе с крупным отечественным бизнесом. Вы уверены, что знания и опыт РАН будут востребованы российским бизнесом? Не выбрали ли мы тот научный задел, что был накоплен еще в советский период, можем ли мы еще что-то предложить?

— Давайте не будем говорить о знаниях лишь Академии наук. Речь идет о знаниях наших ученых. РАН — это координатор исследовательского сообщества. В наших научных советах отнюдь не только члены Российской академии наук, там есть и ученые из госкорпораций, бизнеса, университетов, в общем, отовсюду. Вы знаете, знаний всегда не хватает. И в каких-то направлениях мы уже выбрали научный задел.

Но ведь процесс генерации знаний тоже связан в значительной степени с поддержкой, с интересом, которая идет со стороны потребителей этих знаний. Кто потребитель знаний фундаментальной науки? Государство? Напрямую нет. Оно должно фундаментальную науку финансировать, чтобы в целом интеллект страны сохранялся, поддерживались заделы и обеспечивалось достойное качество высшего образования. Бизнесу, в том числе такому, который был на нашей сессии, тоже фундаментальное знание не очень нужно. Ему необходимы результаты по итогам поисковых исследований для того, чтобы затем воплотить их в конкретный продукт. Бизнес сам богат для того, чтобы внутри себя развивать инженерные, научные подразделения. С другой стороны, бизнес уже стал хорошо понимать, когда и для чего им нужна Академия наук.

К примеру, появляется сложная задача, на стыке прикладной и фундаментальной науки, и тут без РАН зачастую не обойтись. Дело в том, что Академия наук наблюдает за всем научным полем, и смотрит широко. К примеру, если речь идет о проекте создания новых сплавов, которые должны работать в сложных условиях, то мы точно знаем, где в каких институтах и научных центрах трудятся наиболее подготовленные и квалифицированные специалисты. И можем помочь с выбором правильных научных команд для решения практически любой задачи, стоящей перед реальным бизнесом.

— Вы как-то обмолвились, что Россию, и мир в целом накрывает волна невежества. На фоне развития и внедрения новых технологий и научных прорывов это прозвучало довольно неожиданно.

— Невежества стало гораздо больше, чем раньше.

Я думаю, если брать в процентном отношении к новой информации, которая поступает через СМИ, даже информации наукоподобной, невежество в обществе увеличилось

— Почему? Из-за инструментов коммуникаций?

— По нескольким причинам. Прежде всего потому, что нового знания, полезного или ошибочного, или даже фейкового, становится все больше. В огромном потоке информации ее трудно препарировать, отделяя зерна от плевел. Это первый момент, совершенно объективный. Экспоненциальное нарастание потока фейкового знания — это объективная причина роста невежества. Второе — и тут вы правы, то, как подаются новые знания в средствах массовой коммуникации. СМИ порой выгодно даже не фальсифицировать информацию, а манипулировать ей. Фальсификация, — это нарочное вбрасывание лжи в информационное пространство. К примеру, в исторической науке принято под фальсификацией понимать появление фальшивого документа, каким в свое время стало состряпанное нечистоплотными людьми "завещание Петра Великого", в котором утверждалось, о том, что русский император якобы намеревался поработить Европу.

А манипуляция, к примеру, — это работа с реальными архивными документами, из контекста которых вырываются отрывочные сведения, которые затем используются для искажения каких-то событий. Даже из нашего с вами разговора можно надергать таких фраз, что смысл беседы будет серьезно изменен.

— Александр Михайлович, критический мыслительный аппарат у большинства людей не хочет работать.

— Не хочет. А, зачем, если для того, чтобы достичь положения и материального благосостояния зачастую вовсе не обязательно быть скрупулёзным в анализе информации? Честно говоря, субъективно виноваты в распространении невежества и СМИ, и ученые, и может даже сама природа человеческого общества. С другой стороны, я считаю, что должны существовать механизмы самоочищения общества от фейков, и ученые в этом процессе должны играть самую важную роль.

Ссылка: https://nauka.tass.ru/interviews/11578833

Тёплые интервалы в геологической летописи потенциально являются ключом к пониманию происходящих изменений климата Земли. Наша способность раскрыть эту информацию зависит от постоянного технического и концептуального прогресса.

Незамерзающие берега Антарктики. Тропики достаточно жаркие, чтобы исключить жизнь растений. Структура циркуляции океана изменилась по сравнению с нынешней. Это не предсказания ужасного будущего Земли, а скорее проблески условий во время тёплых климатических периодов. Эти интервалы показывают, как земная система отреагировала на прошлые движущие силы изменений, часто связанные с повышенным уровнем углекислого газа в атмосфере, и, как несовершенные аналоги, что может сказаться в будущем из-за продолжающегося изменения климата. Извлечение уроков из прошлого зависит от улучшения точности инструментов реконструкции палеоклимата (прокси), а также от преодоления неопределённостей во времени и пространстве (Lunt et al.).

Косвенные наблюдения с использованием прокси могут пролить свет на то, как земная система отреагировала на прошлые экстремальные климатические явления. Ранний эоцен (~ 56–50 миллионов лет назад) является ярким примером, когда чрезвычайно высокие глобальные температуры совпадали с уровнями углекислого газа, намного превышающими 1000 частей на миллион. Работа на основе данных о палеоклимате показала, что вероятной особенностью раннего эоцена была меньшая разница температур между тропиками и полюсами. Этот более низкий температурный градиент, часто связанный с другими тёплыми интервалами и который часто трудно воспроизвести в палеоклиматических моделях, потребовал бы, чтобы поток тепла в более высокие широты был больше, чем современные потоки, что сказалось бы на моделях циркуляции в океанах и атмосфере.

Оценка релевантности прошлых тёплых периодов для будущего в значительной степени зависит от точности косвенных методов, используемых для реконструкции условий окружающей среды прошлых эпох. Каждый прокси, будь то геохимический или палеонтологический, имеет ограничения, но технический прогресс продолжает расширять набор инструментов, доступных для этого типа работы. Например, ван Дейк и др. (van Dijk et al ) применяют аналог сгруппированных изотопов к наземным карбонатам железа (сидеритам) из раннего эоцена в различных широтах, и этот подход особенно хорошо подходит для определения температуры во время образования карбонатных минералов, так как не требует знания часто плохо известного изотопного состава осадков, - ключевая трудность с другими методами. Они подтвердили наличие меньшего широтного градиента температуры, а также определили влажность как критический фактор атмосферного переноса тепла, поддерживающий этот градиент. Несмотря на то, что данные для низких широт собраны с небольшого числа участков, среднегодовые температуры превышают ~ 40°C, они подтверждают тревожную перспективу того, что тропики станут негостеприимными для большинства растений, как только уровни CO2 станут достаточно высокими.

Климатический оптимум миоцена (от 17 до 14,7 миллионов лет назад) представляет собой ещё одно тематическое исследование тёплого интервала, когда уровни CO2 в атмосфере охватывали диапазон между современным атмосферным (~ 400 частей на миллион) и вероятным атмосферным в ближайшие десятилетия или столетия (~ 600 частей на миллион). В отличие от более экстремального раннего эоцена, в то время в Антарктиде был также относительно компактный, но значительный ледяной щит, который только начал приближаться к своей современной протяжённости после похолодания, которое привело к окончанию климатического оптимума миоцена. Брэдшоу и др. (Bradshaw et al.) использовали палеоклиматические модели для проверки факторов, управляющих поведением этого ледникового покрова в разгар периода глобального потепления. Они обнаружили, что меньший ледяной покров, не достигающий береговой линии, был ключом к объяснению предыдущих признаков очень динамичного, колеблющегося ледяного покрова в тот период. Расширение зоны прибрежной растительности вдоль этих берегов увеличило потоки воды с суши в атмосферу, что, в свою очередь, усилило гидрологический цикл над континентом и увеличило чувствительность ледяного щита к небольшим фоновым изменениям орбитальных конфигураций Земли (которые регулируют количество поступающей солнечной радиации) в масштабе десятков тысяч лет. Растущее понимание климатического оптимума миоцена показывает, что радикальные изменения в антарктическом регионе происходят, когда CO2 выше, чем сегодня, имея в виду, что прокси и модельные ограничения означают, что масштаб и скорость этих сдвигов действительно достоверно известны только в среднем за тысячи лет.

Ранний эоцен и климатический оптимум миоцена показывают, как далеко может продвинуться земная система, если её подтолкнуть, но не то, как быстро могут произойти изменения в масштабах времени от десятилетия до столетия. Прокси-записи с таким временным разрешением по целому ряду аналитических и практических причин трудно найти в периоды чрезвычайно высокой температуры миллионы лет назад. Однако ограничения могут быть обеспечены менее экстремальными, но более поздними интервалами относительного тепла между ледниковыми периодами плейстоцена или даже только последними несколькими тысячами лет. Бауска и др. (Bauska et al.) использовали атмосферный CO2, захваченный в кернах антарктического льда, чтобы показать, как глобальный углеродный цикл контролировался различными процессами в столетний период по сравнению с тысячелетним периодом времени, подразумевая, что Северное полушарие будет важным источником углерода в ближайшие столетия. Бюнтген и др. (Büntgen et al.) рассматривали годичные кольца деревьев из Центральной Европы для отслеживания ежегодных изменений засушливых условий за последние две тысячи лет, обеспечивая практическую основу, которая может помочь в планировании будущих засух.

Изучение тёплого климата в прошлом может помочь ограничить масштабы и скорость будущего изменения климата, но ещё требуются дальнейшие исследования. Интеграция новых прокси-серверов с существующими записями необходима для дальнейшего углубления понимания ключевых процессов, которые происходят, когда Земля нагревается, и охвата выборки с высоким временным и пространственным разрешением ещё дальше назад во времени. Последовательная и прозрачная отчётность по данным и единый подход к обработке неопределённостей также сделают результаты более пригодными для использования в различных исследованиях и дисциплинах. Более чёткое обсуждение конкретных, хорошо обоснованных способов, с помощью которых палеоклиматическая работа предсказывает будущие изменения, также поможет в переводе идей для политиков и организаций, таких как Межправительственная группа экспертов по изменению климата, особенно для тех временных интервалов, которые находятся в более глубоких геологических данных.

Цитируемая литература:

Lunt, D. J. et al. Clim. Past 17, 203–227 (2021).
van Dijk, J. et al. Nat. Geosci. 13, 739–744 (2020).
Bradshaw, C. D. et al. Nat. Geosci. https://doi.org/10.1038/s41561-021-00745-w (2021).
Bauska, T. K., Marcott, S. A. & Brook, E. J. Nat. Geosci. 14, 91–96 (2021).
Büntgen, U. et al. Nat. Geosci. 14, 190–196 (2021).

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-021-00776-3

Климатические модели являются основным инструментом, используемым для прогнозирования будущего изменения климата с целью информационного обеспечения решений по адаптации и смягчению последствий. Уверенность в этих прогнозах частично зависит от способности моделей воспроизводить исторические изменения климата. Авторы использовали модель системы Земли для оценки роли неопределённости внешних воздействий при моделировании прошлого и будущего изменения климата. Продемонстрировано, что очевидно небольшие различия в антропогенном аэрозольном воздействии, применяемом в моделях, могут оказать существенное влияние на результаты моделирования климата, равно как и пренебрежение доиндустриальными и будущими вулканическими воздействиями. Это указывает на необходимость уменьшения факторов неопределённости и более точной количественной оценки их воздействия на физическую климатическую систему, углеродные бюджеты и целевые показатели температуры, установленные Парижским соглашением.

Вынужденные воздействия, связанные с естественной изменчивостью солнечной и вулканической активности, а также с антропогенными выбросами парниковых газов и аэрозолей, являются основными входными данными для климатических моделей. От них в решающей степени зависит надёжность результатов моделирования прошлых и будущих климатических изменений. Авторы анализируют большие модельные ансамбли с использованием комплексной модели системы Земли для количественной оценки неопределённостей в глобальном изменении климата, связанных с различиями в предписанных воздействиях. Рассматриваются различные воздействия, использовавшиеся в CMIP5 и CMIP6. Показаны значительные различия в смоделированной глобальной температуре приземного воздуха из-за воздействия вулканического аэрозоля во второй половине 19-ого и в начале 21-ого веков. Последние возникают в результате извержений от малых до умеренных, включенных в модели CMIP6, но не в модели CMIP5. Также обнаружены значительные различия в глобальной температуре приземного воздуха и площади морского льда в Арктике из-за антропогенного аэрозольного воздействия во второй половине 20-ого и начале 21-ого веков. Эти различия столь же велики, как и различия, полученные в различных версиях модели системы Земли с использованием идентичных воздействий. При моделировании с 2015 по 2100 гг. авторы обнаружили значительные различия в темпах прогнозируемого глобального потепления, обусловленные особенностями в сценариях эмиссий парниковых газов в CMIP5 и CMIP6, которые незначительно различаются, но эквивалентны с точки зрения их номинальных уровней радиационного воздействия в 2100 году. Представленные результаты подчёркивают влияние предположений о естественных и антропогенных аэрозольных нагрузках на углеродные бюджеты, вероятность достижения парижских целей и эквивалентность будущих сценариев воздействия.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/118/23/e2016549118

Женева, 1 июня 2021 года (ВМО) — По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО), явление Ла-Нинья 2020—2021 годов завершилось, и в ближайшие несколько месяцев в тропической зоне Тихого океана, вероятно, будут преобладать нейтральные условия (ни Эль-Ниньо, ни Ла-Нинья). Ожидается, что в период с июня по август температура воздуха будет выше средней, особенно в Северном полушарии.

Вероятность нейтральных условий в тропической части Тихого океана до июля составляет 78 %, к августу-октябрю она снизится до 55 %, а до конца календарного года будет еще более неопределенной, говорится в обновленной информации ВМО об Эль-Ниньо/Ла-Нинья.

С Ла-Ниньей связано широкомасштабное охлаждение поверхности океана в центральной и восточной частях экваториальной части Тихого океана в сочетании с изменениями тропической циркуляции атмосферы, а именно ветра, давления и осадков. Обычно она оказывает противоположное воздействие на погоду и климат по отношению к Эль-Ниньо, которое является теплой фазой так называемого Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК).

Однако все климатические явления естественного происхождения в настоящее время происходят в контексте антропогенного изменения климата, которое приводит к повышению глобальных температур, обострению экстремальных погодных условий и воздействию на сезонные режимы выпадения осадков.

«Ла-Нинья оказывает временный эффект глобального похолодания, который обычно сильнее всего проявляется во второй год этого явления. Это означает, что начало 2021 года было — по последним стандартам — относительно прохладным. Это не должно усыплять нашу бдительность тем, что в изменении климата наступила пауза», — сказал генеральный секретарь ВМО профессор Петтери Таалас.

«Концентрация диоксида углерода остается на рекордно высоком уровне и поэтому будет продолжать стимулировать глобальное потепление. Согласно новым прогнозам ВМО, вероятность того, что хотя бы один год в период с 2021 по 2025 год станет самым теплым за всю историю наблюдений, составляет 90 %. Это вытеснит 2016 год —год с сильным Эль-Ниньо — с первого места в рейтинге», — сказал профессор Таалас.

Информационный бюллетень по глобальному сезонному климату

Эль-Ниньо и Ла-Нинья являются основными — но не единственными — движущими силами климатической системы Земли.

В дополнение к давно известному обновлению по ЭНЮК, ВМО теперь также регулярно выпускает информационный бюллетень по глобальному сезонному климату (ИБГСК), который включает в себя информацию о влиянии всех других основных климатических факторов, таких как североатлантическое колебание, арктическое колебание и индоокеанский диполь.

Информационный бюллетень по глобальному сезонному климату основан на прогнозах глобальных центров подготовки долгосрочных прогнозов ВМО и используется для поддержки правительств, ООН, лиц, ответственных за принятие решений, и заинтересованных сторон в климатически чувствительных секторах при мобилизации подготовительных мероприятий и защиты жизни и средств к существованию.

Температуры

Вероятностные прогнозы приземной температуры воздуха на июнь-август 2021 года. Терцильная категория с наибольшей вероятностью прогноза обозначена заштрихованными областями. Наиболее вероятные категории «ниже нормы», «выше нормы» и «около нормы» показаны синим, красным и серым оттенками соответственно. Белые области указывают равную вероятность для всех категорий в обоих случаях. Базовый период — 1993—2009 годы. Рисунок подготовлен Ведущим центром ВМО долгосрочного прогнозирования на базе мультимодельных ансамблей.

Окончание Ла-Нинья и повсеместное превышение средних температур поверхности моря вследствие глобального потепления означает, что температура воздуха над сушей будет выше средней с июня по август 2021 года почти над всем Северным полушарием, в частности, над центром западной части Северной Америки, крайним севером Азии, частью центральной Азии и крайним востоком Азии, Аравийским полуостровом и северной частью Карибского бассейна.

На морском субконтиненте, вдоль южного побережья Западной Африки, в центральной и восточной Африке и над восточными частями Южной Америки с июня по август также прогнозируется температура выше средней.

Согласно данным информационного бюллетеня по глобальному сезонному климату, единственными заметными исключениями из тенденции потепления выше среднего являются северо-западная Европа, южная Азия и северная часть Южной Америки, простирающаяся до южной части Карибского бассейна.

Базовый период — 1993—2009 годы.

Осадки

Вероятностные прогнозы осадков на сезон июнь-август 2021 года. Терцильная категория с наибольшей вероятностью прогноза обозначена заштрихованными областями. Наиболее вероятные категории «ниже нормы», «выше нормы» и «около нормы» показаны оранжевым, зеленым и серым оттенками соответственно. Белые области указывают равную вероятность для всех категорий в обоих случаях. Базовый период — 1993—2009 годы. Рисунок подготовлен Ведущим центром ВМО долгосрочного прогнозирования на базе мультимодельных ансамблей.

Прогнозируемый характер осадков на июнь-август 2021 года отражает отсутствие Ла-Нинья и Эль-Ниньо. Вдоль экватора через большую часть Тихого океана вероятность выпадения осадков близка к норме.

Повышается вероятность осадков ниже нормы над Карибским бассейном, над многими частями Южной Америки к югу от экватора, над большей частью северного Средиземноморья и Юго-Восточной Европы, над некоторыми частями центральной и западной Северной Америки, над некоторыми частями Центральной Африки и восточным побережьем Африки.

Вероятность выпадения осадков выше нормы в северных частях Южной Америки к северу от экватора и в северных регионах индийского субконтинента — от умеренной до высокой.

Ссылка: https://public.wmo.int/ru/media/...

Европейский Союз поставил амбициозные цели по сокращению выбросов CO2, стимулируя производство возобновляемой энергии и ускоряя внедрение морской ветровой энергии в северных водах Европы, в основном в Северном море. С увеличением размера и кластеризации всё большее значение приобретают эффекты влияния морских ветровых электростанций, которые изменяют ветровые условия и снижают эффективность выработки энергии ветряными электростанциями с подветренной стороны. Авторы использовали региональную климатическую модель высокого разрешения с реализованной параметризацией ветряных электростанций для исследования пределов производства энергии ветра на шельфе в Северном море. Они смоделировали сценарии ветряных электростанций ближайшего будущего с учётом существующих и планируемых морских ветровых электростанций в Северном море и оценили потери при выработке электроэнергии и колебания ветра из-за влияния ветровой электростанции. Дефицит среднегодовой скорости ветра внутри ветропарка может достигать 2–2,5 м/с в зависимости от геометрии ветряной электростанции. Средний дефицит, который уменьшается с расстоянием, может достигать 35-40 км по ветру при преобладающих юго-западных ветрах. Дефицит скорости ветра наиболее высок весной (в основном с марта по апрель), а наименьший - с ноября по декабрь. Большой размер ветряных электростанций и их близость влияют не только на производительность их ветряных турбин, но и на производительность соседних ветровых электростанций, снижая коэффициент мощности на 20% или более, что увеличивает затраты на производство энергии и экономические потери. Авторы пришли к выводу, что энергия ветра может быть ограниченным ресурсом в Северном море. Пределы и возможности оптимизации необходимо учитывать в стратегиях смягчения последствий изменения климата, и международная оптимизация планов добычи энергии на море неизбежна.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-021-91283-3

Сокращение площади сентябрьского морского льда в Арктике часто называют индикатором современного изменения климата; однако время сезонного отступления / наступления морского льда и продолжительность периода открытой воды часто более важны для заинтересованных сторон, работающих в региональном и местном масштабах. Авторы выделяют изменения в периоды открытой воды в регионах при нескольких пределах потепления. Показано, что в моделях последнего поколения CMIP6 период открытой воды удлиняется в среднем на 63 дня при глобальном потеплении на 2°C выше среднего значения 1850-1900 гг. и более чем на 90 дней. в нескольких арктических морях. Почти вся Арктика, включая Трансполярный морской путь*, имеет не менее 3 месяцев открытой воды в год с потеплением на 3,5°C и не менее 6 месяцев с потеплением на 5°C. Модельная ошибка по сравнению со спутниковыми данными предполагает, что даже такие драматические прогнозы могут быть заниженными.

*Будущий арктический судоходный маршрут, пролегающий от Атлантического до Тихого океана через центр Северного Ледовитого океана. В отличие от Северо-Восточного прохода (включая Северный морской путь) и Северо-Западного прохода, он в значительной степени избегает территориальных вод арктических государств и находится в открытом международном море

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-021-00183-x

По мере того, как атмосфера нагревается, часть облаков переходит от ледяных и смешанных («холодных») к жидким («тёплым») облакам. Поскольку тёплые облака обладают бо́льшими отражающей способностью и временем жизни, это фазовое изменение уменьшает солнечный поток, поглощаемый Землей, и представляет собой отрицательную радиационную обратную связь. Эта выхолаживающая обратная связь слабее в CMIP6, в CMIP5, что способствует большему парниковому разогреву. Хотя это изменение часто приписывают улучшениям в фазе моделирования облаков, сохраняется ещё одна модельная ошибка: смоделированные осадки в тёплых облаках выпадают слишком быстро, что может привести к недооценке отрицательных обратных связей за время существования облака. В этом исследовании авторы модифицировали климатическую модель, чтобы лучше моделировать вероятность тёплого дождя, и обнаружили, что она демонстрирует обратную связь времени жизни облаков почти в три раза больше, чем стандартная модель. Это говорит о том, что модельные ошибки в процессах выпадения осадков могут влиять на обратную связь облаков в той же степени, что и разница в чувствительности климата между CMIP5 и CMIP6. Поэтому для надёжных прогнозов климатических моделей требуется повышенная реалистичность описания облачных процессов, основанная на наблюдениях, ориентированных на процесс, и на ограничениях наблюдений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-021-01038-1

Модельная оценка показывает, что количество углерода, которое может терять или накапливать торфяник в будущем, зависит от места его нахождения.

Так же, как морозильная камера предохраняет продукты от порчи, многолетняя мерзлота в Арктике защищает замороженные органические материалы от разложения. Однако по мере потепления климата ранее замёрзшие ландшафты, такие как торфяники, начинают оттаивать. Но сколько дополнительного углерода будет выброшено в атмосферу, когда это произойдёт?

В новом исследовании авторы (Treat et al.) использовали модель с целью изучить, как различные факторы могут повлиять на баланс углерода в торфяниках к концу этого столетия. Учёные смоделировали более чем 8000-летний период истории торфяников, чтобы обеспечить точность, и исследовали шесть участков торфяников в Канаде, чтобы охватить градиент от более пятнистых южных зон до участков сплошной многолетней мерзлоты к северу от арктической границы леса.

Их результаты сильно различаются в зависимости от истории каждого участка. Согласно модельным расчётам, некоторые районы будут выделять углерод по мере таяния многолетней мерзлоты или до её полного исчезновения. Другие будут накапливать углерод с большей скоростью, поскольку растительность реагирует на более высокие температуры и увеличение длительности вегетационного периода. В целом, к 2100 году будет утрачено мало углерода - менее 5% - по сравнению с тем, сколько останется.

Перед тем как стабильно сохраниться в вечной мерзлоте, торф некоторое время проводит в «активном слое», который сезонно замерзает и оттаивает. Незамороженный торф продолжает разлагаться, поэтому к тому времени, когда он окончательно замёрзнет, ​​торф может сильно разложиться. Когда такой замороженный торф в конце концов оттаивает, дальнейшее разложение ограничено, поэтому потеря углерода происходит намного медленнее, чем можно было бы ожидать. Таким образом, большая часть углерода, выделяемого торфом, улетучивается ещё до того, как попадёт в многолетнюю мерзлоту. Соответственно, при моделировании верхний активный слой, а не более глубокий или недавно оттаявший торф, продолжал выделять наибольшее количество углерода.

Предыдущие полевые исследования дали ряд результатов углеродного баланса по мере таяния многолетней мерзлоты, от высвобождения большого количества углерода до его дополнительного накопления. Это моделирование помогает объяснить наблюдаемую вариацию, связывая результаты углеродного баланса с конкретными переменными, такими как история участка и глубина активного слоя. В будущих модельных исследованиях можно было бы продолжить уточнение картины за счёт включения новых переменных, таких как таяние льда и продуктивность растительности. (Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, https://doi.org/10.1029/2020JG005872, 2021).

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/how-much-carbon-will-peatlands-lose-as-permafrost-thaws