Ученые Университета Оулу в Финляндии определили причину сильных снегопадов на юге Европы в 2018 году, которые привели к катастрофическим потерям урожая винограда. Согласно результатам научной работы, опубликованным в журнале Nature Geoscience, потери арктического морского льда из-за изменения климата способны вызвать суровые и холодные зимы в средних широтах. Кратко об этом рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.

Научная работа объясняет, как исчезновение плавучего льда в Арктике угрожает всему миру, влияя на глобальные климатические процессы. «Снежный парадокс» объясняется тем, что сокращение арктического морского ледяного покрова на 50 процентов привело к увеличению площади свободной ото льда воды и усилению испарения влаги зимой, что привело к более сильным снегопадам на юге Европы. Исследователи выявили геохимические особенности в атмосферном паре, движущемся к югу от Арктики, которые показывают, что его источником стала теплая открытая водная поверхность Баренцева моря.

В 2018 году на Европу обрушился «Зверь с Востока» — мощный циклон, вызвавший в феврале снегопад, который привел к убытку в размере одного миллиарда фунтов стерлингов в день. Оказалось, что 88 процентов выпавшего снега возникло из испарившейся из Баренцева моря воды.

При анализе долгосрочных тенденций, начиная с 1979 года, исследователи обнаружили, что каждый следующий квадратный метр зимнего морского льда, потерянного в Баренцевом море, увеличивал массу выпавшего снега примерно на 70 килограмм. По прогнозам, в течение следующих 60 лет Баренцево море станет полностью свободно ото льда, что приведет к значительному усилению зимних осадков в Европе.

Ссылка: https://lenta.ru/news/2021/04/15/paradox/

Радиационное воздействие (RF) обычно используется для описания изменения суммарного потока излучения, обусловленного внешними факторами. Изменение климата вызвано деятельностью человека во всём мире, и смягчение его последствий требует глобальных совместных усилий. Важно выделить национальные вклады из глобального RF. В настоящее время развитые страны по-прежнему несут большую ответственность за изменение климата. Между тем вклад развивающихся стран увеличился. Стоит отметить, что выбросы развивающихся стран включают большое число отрицательных компонентов RF, таких как аэрозоли, значительно маскирующие RF, обусловленное эмиссией парниковых газов. Однако в будущем число отрицательных составляющих RF в развивающихся странах будет снижено, что повлияет на конечную цель Парижского соглашения.

Знание исторического относительного вклада парниковых газов и короткоживущих климатических факторов в глобальное радиационное воздействие RF на региональном уровне может помочь понять, как будущие сокращения выбросов парниковых газов и связанные или независимые сокращения короткоживущих климатических факторов повлияют на конечный результат - цель Парижского соглашения. В этом исследовании использована компактная модель земной системы для количественной оценки глобального RF и выделения доли в нём отдельных стран и регионов. По авторской оценке, наибольший вклад приходится на США, первые 15 членов Европейского Союза и Китай - их доля в 2014 году составляла 21,9 ± 3,1%, 13,7 ± 1,6% и 8,6 ± 7,0% от мирового RF соответственно. Авторы также находят контраст между развитыми странами, где в RF преобладают выбросы парниковых газов, и развивающимися странами, где больше доминируют короткоживущие климатические факторы, включая аэрозоли и озон. В развивающихся странах отрицательный RF, обусловленный аэрозолями, в значительной степени маскирует положительный RF от парниковых газов. Поскольку развивающиеся страны принимают меры по улучшению качества воздуха, этот отрицательный вклад аэрозолей в будущем, вероятно, будет уменьшен, что, в свою очередь, усилит глобальное потепление. Это подчеркивает важность параллельного сокращения выбросов парниковых газов, чтобы избежать любых пагубных последствий.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/118/15/e2018211118

Инициализированные прогнозы системы Земля делаются путём запуска модели численного прогнозирования с данными, максимально согласованными с наблюдениями, и проведения расчётов с ней на срок до 10 лет. Качественные прогнозы на временных отрезках от субсезонного до сезонного (S2S), от сезонного до межгодового (S2I) и от сезонного до десятилетнего (S2D) предлагают информацию, полезную для различных заинтересованных сторон, от сельского хозяйства и управления водными ресурсами до безопасности человека и инфраструктуры. В этом обзоре исследуются процессы, влияющие на предсказуемость, и обсуждаются оценки качества прогнозов по временным шкалам S2S, S2I и S2D. Есть обнадёживающие признаки того, что хорошие прогнозы могут быть сделаны:
на шкале времени S2S был некоторый успех в предсказании колебания Маддена – Джулиана и Североатлантического колебания;
на шкале S2I - для предсказания Эль-Ниньо – Южного колебания;
и на шкале S2D - для прогнозирования изменчивости океана и атмосферы в Североатлантическом регионе.
Однако проблемы остаются, и в будущей работе необходимо уделять первоочередное внимание уменьшению погрешностей моделей, более эффективной связи с пользователями прогнозов и усовершенствованию понимания процессов и механизмов, способных улучшить качество прогнозов и, в свою очередь, уверенность в них. По мере совершенствования моделей системы Земля, исходные прогнозы расширяются и включают прогнозы морского льда, загрязнения воздуха, биохимии суши и океана, которые могут принести явную пользу обществу и различным заинтересованным сторонам.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-021-00155-x

Глобальные климатические модели постоянно недооценивают реакцию сентябрьской арктической зоны морского льда на потепление. Смоделированные потери в этой зоне сильно коррелируют с повышением средней глобальной температуры, что затрудняет определение того, являются ли улучшения в моделировании морского льда результатом улучшения моделей морского льда или улучшения воздействия, вызванного другими компонентами глобальных климатических моделей. Автор использовал набор из оценок пяти больших ансамблей глобальных климатических моделей CMIP6, чтобы количественно оценить их внутреннюю изменчивость и изменчивость между результатами глобальных климатических моделей за 1979–2014 гг. Показывая, что современные глобальные климатические модели не позволяют достоверно оценить реакцию арктической зоны морского льда на потепление во все месяцы, автор определил долю маргинальной ледяной зоны как показатель, меньше коррелирующий с потеплением, дающий правдоподобный смоделированный отклик с января по сентябрь (но не с октября по декабрь), и имеющий сильно изменчивые прогнозы на будущее по оценкам глобальных климатических моделей. Эти качества делают долю маргинальной ледяной зоны полезной для оценки влияния изменений в модели морского льда на прошлое, настоящее и прогнозируемое состояние морского льда.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22004-7

Исследования в рамках различных климатических сценариев показали, что в будущем экстремальные волны претерпят изменения. Эти изменения оцениваются посредством анализа повторяемости высоты волн (H_S), а также сравниваются с прогнозами среднегодовых значений H_S. Почасовые временные ряды анализируются с помощью ансамбля из семи элементов моделирования волнового климата, и изменения оцениваются в HS для периодов повторяемости от 5 до 100 лет к концу столетия в соответствии со сценариями RCP4.5 и RCP8.5. Несмотря на лежащую в основе неопределённость, характеризующую экстремумы, авторам удалось получить устойчивые изменения экстремальных значений HS более чем примерно на 25% поверхности океана. Из полученных результатов следует, что увеличение охватывает более широкие территории и по величине больше, чем уменьшение в периоды более высокой повторяемости. Южный океан - это регион, где прогнозируется наиболее устойчивый рост экстремальных значений HS: локальные увеличения составляют более чем 2 м, независимо от анализируемого периода повторяемости по сценарию RCP8.5. Напротив, в тропиках северной части Тихого океана наблюдается наибольшее снижение экстремальных значений HS с локальным уменьшением более 1,5 м. Соответствующие расхождения обнаружены в нескольких регионах океана между прогнозируемым поведением средних и экстремальных волновых условий. Например, увеличение возвращаемых значений H_S и уменьшение среднегодовых значений H_S наблюдается в юго-восточной части Индийского океана, на северо-западе Атлантического океана и в северо-восточной части Тихого океана. Поэтому экстраполяцию ожидаемого изменения средних волновых условий к экстремальным значениям в регионах, представляющих такие расхождения, следует проводить с осторожностью, поскольку это может привести к неправильной интерпретации при проектировании морских сооружений или при оценке прибрежных наводнений и эрозии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-021-86524-4

7 апреля 2021 г. на семинаре ректора МГУ "Время, хаос и математические проблемы" состоялось заседание с докладом "Математическое моделирование динамики Земной системы":

 

Ссылка: https://expert.msu.ru/stdo15

 

Правительство в 2020 году начало разработку национального плана адаптации к изменениям климата, в 2021 году вице-премьер Виктория Абрамченко назвала сельское и жилищно-коммунальное хозяйство, а также транспорт теми отраслями, которые более других пострадают от изменения климата. Между тем, принятая стратегия адаптации к изменениям климата есть только в Москве. Насколько быстро меняется климат в России, каким регионам надо адаптироваться в первую очередь, когда процесс адаптации может быть завершен, и почему влияние человека на климат трудно заметить на уровне региона, объяснял корреспонденту РИА Новости директор Главной геофизической обсерватории имени Воейкова (ГГО) Росгидромета Владимир Катцов.

– Можете ли вы назвать регионы страны, для которых важнее всего адаптироваться к изменениям климата?

– Я полагаю, что адаптироваться к изменениям необходимо всем регионам России. В каждом есть то, что быстро и критично изменится. Чем измерить приоритетность? Возможно, скоростью развития событий и оценкой потенциального ущерба. Однако, подсчет возможных экономических ущербов – это работа, которую еще предстоит осуществить.

Что страшнее – пожар или наводнение? Территория страны огромная, климатические обстоятельства крайне разнообразны. В этом разнообразии, к слову, есть не только минусы, но и плюсы. Это разнообразие отчасти обеспечивает нам ресурс адаптации. Россия, в отличие от некоторых стран и особо уязвимых регионов, например, малых островных государств в Тихом океане, которые в результате климатических изменений могут просто исчезнуть с лица земли, располагает значительным адаптационным потенциалом. Россиянам не надо будет всем миром эмигрировать в другие страны.

– Но какие-то области будут, из которых придется переселяться?

– Не исключено, но речь не идет о значительных территориях, тем более в масштабах нашей самой большой в мире страны. Опять же, с одной стороны, регионы очень разнообразны, но с другой, есть и общие климатические проблемы, так что некоторые адаптационные меры могут быть применимы к обширным территориям.
Работу по оценке потребностей и адаптационного потенциала регионов еще предстоит проделать. Но мне хотелось бы уточнить, что Росгидромет отвечает за так называемое климатическое обслуживание – предоставление научной информации и аналитики в части происходящих и ожидаемых изменений климата и погодно-климатических воздействий на население, окружающую среду, отрасли экономики. Но разработка собственно отраслевых и региональных мер адаптации относится к компетенции министерств, ведомств – на федеральном уровне и в субъектах федерации. Кто-то может пока и не замечает изменений, а для кого-то необходимость принятия срочных мер уже очевидна. Движение к адаптации уже началось.

– Если россияне будут мигрировать внутри страны, то ждать ли нам климатических беженцев извне?

– Такое может произойти. Велика вероятность, что переселение будет идти с южных границ России, из стран СНГ, расположенных там. В Средней Азии проблемы с водными ресурсами являются ключевыми. И не только в Средней Азии, такие проблемы также характерны для юга Украины и Молдавии.
Однако, теоретически даже в такой ситуации нехватки водных ресурсов страны могут адаптироваться. Например, Израиль адаптировался к похожим проблемам.

– Насколько мы отстаем, если с чем-то можно сравнить, в этом движении? Получается, все еще предстоит вам посчитать?

– Во-первых, эта история (с адаптацией – ред.) – очень надолго. Надо признать, что потребность в адаптации будет всегда. Сначала произойдет некая первоначальная попытка что-то спланировать, оценив угрозы, риски, новые возможности, связанные с изменением климата. Потом, вероятно, будут предприняты меры для того, чтобы научиться управлять рисками, минимизировать возможный ущерб. Какая-то часть решений, не исключено, будет неэффективной и даже ошибочной, потому что с изменяющимся климатом мы оказываемся в новой ситуации, и всего сразу не предусмотришь. Поэтому процесс адаптации можно считать циклическим. Сначала планирование, затем реализация мер адаптации и попутно мониторинг эффективности этих мер, потом коррекция планов и дальше по кругу.

– А были уже примеры из стран, которые начали адаптироваться, а потом поняли, что сделали что-то не так?

– Да, мне недавно попала в руки свежая, довольно интересная научная статья о том, каким образом адаптационные действия могут причинить вред. Там речь шла о развивающихся странах.

История адаптации именно к изменениям климата еще пока коротка. Многие страны разработали национальные планы адаптации, другие еще работают над ними. И я бы не сказал, что в смысле планирования адаптации мы как-то там радикально отстаем. Да, мы не в числе мировых лидеров по этой части. Но, как известно, мы медленно запрягаем…

К слову, я не устаю в разных местах говорить про то, что адаптация – это некая существенная часть, наверное, львиная доля того, что мы понимаем под климатическим обслуживанием. История климатического обслуживания в разных странах – она разная, но в России она действительно долгая и вполне успешная. Мы в принципе можем говорить более чем о столетии климатического обслуживания в нашей стране. Я как некую точку отсчета отечественной истории климатического обслуживания использую год 50-летия Главной геофизической (в то время физической) обсерватория имени Воейкова, когда обсерваторией был издан первый Климатологический атлас Российской Империи, то есть 1899 год.

– Кажется, он теперь не актуален, его можно выбросить, все поменялось?

– Нет, конечно! Во-первых, это своего рода реликвия – превосходная огромная книга, которая получила золотую медаль на Парижской выставке в 1900 году. Один экземпляр – часть нашей музейной экспозиции. Кроме того, это основательный, фундаментальный труд, он важен и нужен, если не в прямом практическом применении, то, по крайней мере, как некая ретроспектива.

На протяжении 20 века в нашей стране прикладная климатология – наука, непосредственно взаимодействующая с отраслями народного хозяйства, – интенсивно развивались и всегда была на очень высоком уровне. Однако большую часть 20-го века эта наука исходила из неизменности климата. В последние десятилетия климат стал совершенно очевидно меняться, и перед нами встают новые задачи, в решении которых очень пригодится и наш столетний опыт.

– Получается, что у России нет проблем с адаптацией. Мы не отстаем, система климатического обслуживания давняя. Так?

– Давайте к проблемам. Они, разумеется, есть, и немалые. У нас огромная территория, которая при этом требует достаточно подробного представления о том, что на ней происходит с климатом и последствиями его изменений. У нас есть Государственная наблюдательная сеть, за которую отвечает Росгидромет и основу которой составляют 775 метеостанций, предназначенных для климатического мониторинга. На самом деле, метеостанций у нас намного больше, но вот эти климатические станции – это "элита", они неприкосновенны и дают высококачественную климатическую информацию в течение долгого времени. Наблюдения за климатом ведутся и с других платформ. На основании этой информации можно судить, как эволюционирует климат, как теплеет.
Недавно был опубликован очередной ежегодный доклад Росгидромета о состоянии климата на территории России в 2020 году. Согласно этому докладу, у нас обновились оценки скорости изменения климата с 1970-х годов по настоящее время, которые говорят о нарастании изменений. Глобально продолжает теплеть на 0,18 градусов Цельсия за десятилетие, и это большая скорость для глобальной температуры.

А вот на территории России тренд увеличился до 0,51 градуса за десятилетие (на 2019 год тренд составлял 0,48 градусов). В прошлом году чрезвычайно тепло было летом на северах. Помните летний рекорд в Верхоянске?

Нельзя утверждать, что этот тренд сохранится – собственные колебания климата никто не отменял, но существует высокая вероятность, что эти тренды будут держаться или даже нарастать. И мы знаем причины, которые за этим стоят.

– Вы имеете в виду антропогенные выбросы?

– Я имею в виду потепление, в значительной степени обусловленное антропогенным воздействием, которое еще и нарастает. Это тот самый парниковый эффект, усиление которого сейчас так хорошо видно и в глобальной температуре, и в изменении температуры на территории нашей страны.

Средняя температура на Земле достаточно устойчива, поэтому мы хватаемся за голову, когда видим, как быстро она растет. Казалось бы, что такое 0,18 градуса за 10 лет, хотя за сутки температура меняется гораздо сильнее. Но для средней глобальной температуры это очень много. На сегодняшний день из отпущенного политиками как бы "приемлемого" глобального потепления на два градуса против доиндустриальной эпохи, один градус планетой уже выбран.

При этом стоит отметить, что чем меньше рассматриваемая нами территория, тем большую роль в наблюдаемой эволюции климата играет собственная изменчивость, то есть колебания климата, не связанные с антропогенными выбросами.

– То есть маленькая страна не заметит изменение климата?

– Чем меньше территория, тем сложнее выделить, обнаружить существующими методами антропогенный сигнал. Климатическая система – это очень сложная нелинейная система со сложными взаимодействиями между ее компонентами и внутри этих компонентов.

Допустим, Земля ровно по кругу (а не по эллипсу, в первом приближении) двигалась бы вокруг Солнца, не было бы каких-то колебаний солнечной активности или извержений вулканов, не было бы никакого антропогенного воздействия. Все равно год на год был бы не похож, потому что климатической системе присуща собственная изменчивость.

В глобальных оценках для всей планеты антропогенный сигнал хорошо виден. А когда вы смотрите, например, на отдельно взятый континент, антропогенный сигнал уже начинает маскироваться "шумом" собственной изменчивости. Но и на всех континентах мы уже можем выделить влияние антропогенного фактора. Только в Антарктиде пока не видим его. Но там слишком короткий ряд наблюдений, не достаточный для такого анализа. Чем меньше территория и короче ряд наблюдений, тем сложнее задача обнаружения антропогенного сигнала. Но по мере нарастания антропогенного изменения глобального климата сигнал будет все отчетливее проступать и на небольших пространственных масштабах.

– Получается, что на уровне страны еще как-то видно антропогенное воздействие, а когда мы спустимся в регионы или в города, то там можно отрицать влияние выбросов?

– Глобальное складывается из регионального, а региональное из локального. А что касается отрицания, то есть, кажется, не столь уж малочисленное общество приверженцев идеи о том, что Земля плоская. И спорить с ними вряд ли имеет смысл.

– Но получается, что администрация города или глава какого-нибудь ведомства не может судить об изменении климата, не может его засечь. Они могут увидеть ураган или потоп, но не постепенное увеличение температуры. Получается, что только ученые могут объяснить и сказать, что будет происходить?

– "Засекать" изменение климата не входит в функции лиц, принимающих решения. В наблюдении, научном объяснении и прогнозировании, если это возможно, и состоит работа профессиональных ученых. Ученые рассказывают обо всем этом всем остальным, это их долг. А задача лиц, принимающих решения, учитывать эту информацию в управлении отраслями или регионами. Сегодня, я думаю, тема климата уже достигла некоего перелома в восприятии нашим обществом. К ней стали относиться со вниманием и серьезно.

Теперь о работе ученых. Я вам начал говорить про Государственную наблюдательную сеть, с помощью которой мы наблюдаем за климатом, это очень важный инструмент, мы смотрим за тем, что происходит, мы должны знать, что происходит, должны понимать, почему это происходит. На основании этого мы можем помогать выстраивать и, при необходимости, корректировать адаптационные стратегии. Но не только на основании наблюдений. Почему? Потому что нам еще нужны прогнозы, оценки будущих изменений климата, а для этого нужны очень мощные компьютеры. А с этим у России, к сожалению, не слава Богу. На сегодняшний день наша климатическая наука в смысле оснащенности суперкомпьютерными ресурсами не блещет. Вот это то, над чем надо работать государству. Я думаю, что эта проблема тоже должна быть осознана в ближайшее время. По крайней мере, как мы слышим, об этом уже говорят на довольно высоком уровне.

– А как можно объяснить "на пальцах" эту разницу? Насколько не хватает мощностей и для чего?

– Есть более или менее объективные показатели суперкомпьютерной оснащенности разных стран (разумеется, речь идет о применении суперкомпьютеров далеко не только в климатических исследованиях). Например, есть рейтинги самых высокопроизводительных суперкомпьютеров. Они далеко не исчерпывающи, но любопытны и в чем-то показательны. Вот есть такой довольно известный список – "Топ 500" называется, в который входят 500 наиболее высокопроизводительных компьютеров мира. Он регулярно обновляется. Там появляются все более мощные компьютеры. Китай и Америка – безусловные лидеры в этом списке. В Топ-500 сейчас только два российских компьютера. Один из них, сравнительно недавно появившийся, – сберовский "Кристофари" с производительностью около семи петафлопс, если не ошибаюсь. Второй – это "Ломоносов" МГУ, по-моему, сейчас он во второй сотне списка, это легко в интернете уточнить. Год назад еще в этом списке был суперкомпьютер Росгидромета. Это прекрасный инструмент, востребованность которого в нашей деятельности только растет, но более новые и мощные суперкомпьютеры нас из этого списка вытеснили.

А теперь, что касается желаемого. Во-первых, суперкомпьютеры нужны для того, чтобы проводить научные исследования. Заниматься тем, о чем мы с вами сейчас говорили. Есть, например, такой специальный раздел в климатической науке – "обнаружение и установление причины наблюдаемых изменений климата". Эти исследования требуют проведения численных экспериментов, в том числе так называемых ансамблевых расчетов, обеспечивающих необходимое статистическое описание эволюции климатической системы. Ведь нас интересует далеко не только средняя температура воздуха, нас интересует, например, изменение частоты и интенсивности экстремальных явлений. А сложность с экстремальными явлениями в том, что они по определению очень редкие. То есть с точки зрения статистики они плохо обеспечены. Однако то, что невозможно в реальном мире, позволяет восполнить модель, реализованная на компьютере. Мы можем проводить многократные ансамблевые расчеты с климатическими моделями, набирая статистику редких явлений, и добиваться хорошего описания так называемых "хвостов" вероятностных распределений климатических характеристик, в которых и "сидят" эти самые экстремальные явления.

У нас есть и другие незакрытые фундаментальные вопросы, связанные с чувствительностью глобальной климатической системы к внешним воздействиям, таким как рост концентрации парниковых газов в атмосфере. На сегодняшний день диапазон разброса модельных оценок чувствительности довольно большой.

Ну и, наконец, адаптация к ожидаемым изменениям климата. Здесь нас особенно интересуют количественные оценки и высокое пространственное разрешение моделей, чтобы мы могли эти оценки использовать в практических приложениях. Потому что, когда речь идет о мерах по адаптации, то это и о возможном ущербе, о расходах, об инвестициях.

Потому что хорошо говорить, что, да, мерзлота деградирует и будет деградировать и что морской лед в Арктике сокращается, и многолетний лед исчезает из Северного Ледовитого океана, или что температура растет и будет расти. После того, как мы констатировали это, нас очень интересует, а сколько, как именно и когда. И вот на эти вопросы нам позволяют отвечать физико-математические модели климатической системы. И тем больше можно сделать, чем больше компьютерный ресурс. Это дорогостоящая вещь, но это многократно окупается. Есть такая Сендайская рамочная программа по снижению риска бедствий на 2015-2030 годы. Она была принята в 2015 году. Там есть ряд принципов, но один, если его упрощенно сформулировать, звучит, примерно, так: "Инвестировать в снижение рисков более эффективно, чем оплачивать последствия катастроф".

– А как это себе представить? Вот Крым, вроде там будет суше, чем сейчас. Как в идеальном мире должен выглядеть прогноз по Крыму или предписание, что там будет?

– Климат – это статистика погоды, хотя бы лет за 20, лучше – 30. Прогноз климата не отвечает на вопрос, каким будет каждый отдельно взятый год, но насколько, например, последующее десятилетие будет отличаться от предыдущего, значимо ли это отличие статистически, какие именно климатические характеристики изменятся. Что именно будет в Крыму или в другом регионе, можно оценить с помощью моделей, о которых мы говорили. Ансамблевые расчеты дадут нам некое распределение вероятностей изменения температуры, осадков и так далее. Затем начинается то, что называется управлением рисками, – это деятельность, которая не является климатологической. Это уже специалисты в отраслях по тем вероятностям изменений климата, полученным из наших расчетов, могут решать, какие меры им принимать. Что касается Крыма, то он относится к тем регионам нашей страны, в которых сценарные глобальные прогнозы указывают на нарастание засушливых условий на протяжении 21-го века. Адаптация к этому потребует совместных усилий климатологов, специалистов в других областях и, конечно, лиц, принимающих решения. Адаптация начинается с диалога.

– Как должны выглядеть климатические службы в регионах?

– В ведомствах – в федеральных и у субъектов – я думаю, должны быть "точки доступа" по климатической тематике для того самого диалога с Росгидрометом.

Ссылка: https://ria.ru/20210413/kattsov-1727990560.html

Климатические модели обычно предсказывают большее количество осадков в будущем более тёплом климате. Произошло ли усиление осадков в ответ на историческое потепление, по-прежнему остаётся предметом споров. Авторы, используя наблюдения за балансом энергии поверхности океана в качестве гидрологического ограничения, нашли, что историческое потепление увеличивало количество осадков со скоростью 0,68 ± 0,51% K⁻¹, что немного выше, чем согласно расчёту среднего мультимодельного значения для исторического климата (0,38 ± 1,18% К⁻¹). Уменьшение альбедо поверхности океана, связанное с таянием морского льда, положительно сказывается на температурной чувствительности осадков. С другой стороны, наблюдаемое увеличение накопления тепла океаном ослабляет исторические осадки. В рамках баланса поверхностной энергии падающая на поверхность океана коротковолновая радиация и накопление тепла океаном оказывают доминирующее влияние на температурную чувствительность осадков, что объясняет 91% мультимодельного разброса и разброса по климатическим сценариям в Пятом оценочном докладе МГЭИК..

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22406-7

Недавние исследования позволяют по-новому взглянуть на водообмен между Северной Атлантикой и северными морями, играющий решающую роль в регулирующей климат атлантической термохалинной циркуляции.

В отдалённых районах северной Атлантики крупное океаническое течение приносит тёплые поверхностные воды из тропиков в Арктику и возвращает холодные глубинные воды к экватору. Этот поток тёплой воды, известный как атлантическая термохалинная меридиональная циркуляция (АТМЦ), играет фундаментальную роль в поддержании мягкого климата Центральной Европы и Скандинавии в том виде, в каком мы его знаем сегодня.

Также известно, что изменение его мощности, похоже, способствовало хорошо известным климатическим явлениям в последние тысячелетия, и что он продолжает влиять на глобальный климат сегодня. Например, ослабление АТМЦ могло сыграть роль в том, что в Европе и Северной Америке почти 600 лет имели место холодные зимы. Этот период, названный Малым ледниковым периодом, длился примерно с 1300 по 1870 гг. и наступил вслед за Средневековым тёплым периодом (около 950–1250 гг.), когда температуры в Северном полушарии были необычно высокими.

Почти половина направленного к полюсу потока тёплых солёных вод АТМЦ попадает в северные моря, включая Гренландское, Исландское и Норвежское. Здесь вода охлаждается, собирается к северу от подводного Гренландско-Шотландского хребта, простирающегося от юго-восточной Гренландии через Исландию и Фарерские острова до северной Шотландии, а затем снова стекает в глубины Северной Атлантики (рис. 1). Остается множество важных вопросов о динамике океана вблизи Гренландско-Шотландского хребта и о влиянии этой динамики на регулирование климата. Чем больше мы знаем об изменчивости и движущих механизмах водообмена через Гренландско-Шотландский хребет, тем лучше мы можем объяснить и предсказать будущие изменения в этой системе.

 

Рис. 1. На этом упрощённом рисунке (вверху) показаны поверхностные потоки (красные стрелки) и глубинные возвратные потоки (синие стрелки), составляющие крупномасштабную циркуляцию океана в Северной Атлантике. Цветные полосы на поверхности океана демонстрируют средние температуры поверхности моря с 1900 по 2019 гг. (данные центра Хэдли) и подчёркивают протяжённость тёплых вод на север до более высоких широт. Также показано распределение температуры океана по долготе и глубине (внизу; данные Атласа Мирового океана 2018 г.) по Гренландско-Шотландскому хребту (белая линия разреза на верхней панели). Обмен воды через Гренландско-Шотландский хребет обусловлен быстрой потерей тепла в атмосфере над северными морями. Эта потеря тепла вынуждает воду опускаться и создавать огромный резервуар с холодной плотной водой, которая разливается обратно в глубины Северной Атлантики через Гренландско-Шотландский хребет, завершая процесс «опрокидывания».

Ниже обсуждаются два недавних исследования, проведённых для ответа на эти важные вопросы, а также выделены сюрпризы, встреченные на этом пути, которые указывают на важность продолжения исследований и улучшения мониторинга океана.

Реконструкция истории АТМЦ

Учёные пришли к выводу, что у АТМЦ есть два пути «опрокидывания» циркуляции. Одним из них является конвекция в открытом океане в морях Ирмингера и Лабрадор (рис. 1), образующая верхний слой глубоких вод Северной Атлантики. Второй предполагает постепенное охлаждение тёплой солёной воды Атлантического океана в северных морях. Это похолодание приводит к тому, что плотная вода перетекает через Гренландско-Шотландский хребет обратно в Северную Атлантику - в основном через два прохода, Датский пролив между Гренландией и Исландией и канал Faroe Bank к югу от Фарерских островов - и формирует нижний слой глубинных вод Северной Атлантики. Оба пути играют важную роль в изменчивости климата в широком диапазоне временных масштабов, хотя взаимосвязь между ними не совсем понятна.

Оба региона зависят от потерь тепла для образования воды большей плотности, но похоже, что огромные потери тепла из северных морей и сопутствующее образование и накопление очень плотной воды за Гренландско-Шотландским хребтом имеют основополагающее значение для поддержания мягкого климата в северной Европе. Эти потери тепла создают запас глубинных вод Северной Атлантики, разливающихся обратно в глобальную бездну, и позволяет тёплой солёной воде питать северные моря [Chafik and Rossby, 2019]. Изучение сложных процессов и путей, с помощью которых тёплая солёная вода Северной Атлантики постепенно превращается в эту холодную, плотную воду, мотивирует дальнейшие исследования.

Воздействие АТМЦ на Гренландско-Шотландский хребет с середины 1990-х гг. было в центре внимания многих институциональных и международных исследовательских инициатив, которые, среди прочего, помогли выявить стабильность обменов водных масс (тёплые притоки и холодные глубинные потоки или переполнение) через Гренландско-Шотландский хребет [Østerhus et al., 2019]. Но как изменялся этот приток к северным морям до 1990-х годов? И насколько хорошо известны глубинные пути, по которым проходит самая плотная вода перед выходом из канала Faroe Bank в Северный Атлантический океан?

Чтобы исследовать тёплый поток в верхнем течении океана на Гренландско-Шотландский хребет, авторы использовали исторические гидрографические данные, относящиеся к началу 1900-х годов, с целью понять, как изменялся приток северных морей с начала современной океанографии [Rossby et al., 2020]. Для этого был построен временной ряд динамической разницы высот (которая, по сути, представляет собой градиент давления в верхних слоях океана, определяющий поток воды) между областями к северу и югу от Гренландско-Шотландского хребта, чтобы измерить перенос почти всей воды, попадающей в северные моря.

Этот временной ряд переноса свидетельствует о сильной изменчивости притока северных морей в мультидекадных временных масштабах. Было обнаружено, что объём воды и тепло, переносимые этим направленным к полюсу потоком, измеренные на Гренландско-Шотландском хребте, сильно связаны с мультидекадной изменчивостью Атлантического океана, описывающей естественные закономерности изменчивости температуры поверхности моря в Северной Атлантике, влияющие на климат в глобальном масштабе [Zhang et al., 2019].

Атлантическая мультидекадная изменчивость влияет на приток в северные моря, потому что глубокая конвекция в северо-восточной части Атлантического океана способствует тому, что колебания температуры поверхности сказываются ниже на верхних слоях океана, и эти колебания формируют динамическое поле высоты океана. Связь между притоком атлантических вод в северные моря и Атлантической мультидекадной изменчивостью была настолько тесной, что не удалось найти никаких доказательств долгосрочного или длительного ослабления или усиления этого направленного к полюсу потока (например, связанного с антропогенным потеплением). Короче говоря, приток тёплой воды в северные моря был довольно стабильным в течение последнего столетия с момента зарождения современной океанографии.

Этот вывод согласуется с предыдущим исследованием, в котором сообщалось о стабильности притока за последние два десятилетия [Østerhus et al., 2019], и подтверждает вывод о том, что термохалинная циркуляция в северных морях оставалась стабильной на протяжении последних 100 лет. Эта стабильность удивительна, учитывая необычайное потепление, происходящее в настоящее время в северных морях и Северном Ледовитом океане. Понимание причин этого важно и указывает на необходимость улучшения и даже расширения мониторинга океана, поскольку постоянная стабильность этой жизненно важной системы циркуляции не гарантируется в будущем. Также неясно, как могут проявиться будущие изменения или на какие индикаторы раннего предупреждения следует полагаться для прогнозирования изменений [Østerhus et al., 2019].

Открытие нового маршрута потока

Другой пример того, как авторам пришлось пересмотреть представления о путях глубинных течений в северных морях, - недавнее открытие неизвестного маршрута, по которому холодная вода течёт через Норвежское море. Было определено, что этот новый маршрут направляет холодные глубинные потоки к северу от Фарерских островов к норвежскому склону, а затем поворачивает их на юг через Фарерско-Шетландский канал в глубокие районы Северной Атлантики (Рис. 1) [Chafik et al., 2020]. Ранее было известно только прямое сообщение воды с севера от Гренландско-Шотландского хребта до Фарерско-Шетландского канала [Søiland et al., 2008].

Авторы обнаружили, что маршрут воды к северу от Гренландско-Шотландского хребта и количество перекачиваемых вод в каждую сторону зависят от преобладающих ветров [Chafik et al., 2020]. В условиях слабого западного ветра в северных морях самая плотная вода, питающая канал Faroe Bank, поступает в основном с севера Исландии. Однако в условиях сильного западного ветра кажется, что больше воды поступает с хребта Ян-Майен, расположенного дальше к северу от Исландии и больше в середине северных морей. Эта зависимость от ветра любопытна, учитывая сильный контроль, который батиметрия может оказывать на циркуляцию, и требует дальнейшего изучения - она ​​намекает на изменчивость глубин океана, которую ранее не оценивали и не осознавали. В том же исследовании сообщается о ранее не обнаруженном глубинном быстром потоке или глубинной струе, называемой струей Фарерско-Шетландского канала. Примечательно, что эта струя течёт на юг по восточному склону канала, а не по западной стороне, как это ранее предполагалось. Установлено, что глубоководная струя является основной современной веткой с точки зрения транспорта, доставляющего самую плотную воду в Северный Атлантический океан через канал Faroe Bank. Это удивительное открытие, которое противоречило прошлым наблюдениям и представлениям, потребовало тщательной перепроверки данных и анализа, но в конечном итоге было решено, что эта глубинная струя есть реальность. Таким образом, эта точка зрения изменяет предыдущее понимание глубинной циркуляции в регионе и предполагает, что у нас ещё нет чёткого представления о глубинной циркуляции северных морей и о том, как она изменяется во времени.

Мониторинг изменений

За последние несколько лет было проведено несколько семинаров для обзора и выявления пробелов в наших знаниях об обмене между Атлантикой и северным морями и для улучшения понимания циркуляции океана в этом регионе.
Все имеющиеся на сегодняшний день данные наблюдений указывают на то, что на сегодняшний день нет долгосрочной тенденции в термохалинной меридиональной циркуляции северных морей [Østerhus et al., 2019; Rossby et al., 2020]. Тем не менее, участники встречи согласились с тем, что, учитывая существенное потепление и опреснение океана (за счёт стока воды из Гренландии и осадков), происходящее в более высоких широтах, важно продолжать мониторинг «опрокидывания», чтобы оценить его роль в текущих и будущих изменениях климата.

Для этого мониторинга будут полезны несколько методов. Спутниковую альтиметрию можно использовать для изучения потоков на поверхности и в верхних слоях океана. Установленные на судах акустические доплеровские профилометры течений могут также исследовать эти потоки в верхних слоях океана. Между тем, пришвартованные датчики отслеживают изменчивость глубинных течений. Кроме того, лагранжевы методы, в частности, с использованием акустически отслеживаемых подповерхностных поплавков, дрейфующих вместе с океанскими течениями, оказались очень эффективными для выяснения временных масштабов и путей [см., например, Søiland et al., 2008], по которым подземные воды текут и постепенно рассеиваются или смешиваются с окружающими водами.

В частности, поплавки могут помочь в решении одной области, представляющей значительный интерес, а именно, в какой степени пресная вода из Арктики и Гренландского моря может смешиваться с тёплой солёной водой из Атлантики и разбавлять её. Такое разбавление могло бы подавить глубокую конвекцию, обусловленную температурой и плотностью, тем самым ослабив или остановив «опрокидывание» северных морей и, соответственно, самого глубокого компонента АТМЦ.
Однако большинство учёных больше не считают, что такой сценарий вероятен, потому что на сегодняшний день наблюдения показывают, что воды Арктики и Гренландии, как правило, остаются в ловушке вокруг и к югу от Гренландии, а не смешивают и разбавляют атлантические воды, текущие на север в северные моря [IPCC, 2019]. Тем не менее, существует консенсус в том, что климатические последствия потенциального прекращения этой жизненно важной океанской циркуляции настолько огромны, что необходимо улучшить понимание северных морей, а не предполагать, что имеющиеся знания о внутреннем устройстве океана в этом регионе уже достаточны. Эти опасения помогают объяснить быстро растущий интерес к динамике отдалённых северных районов Атлантического океана.

Цитируемая литература

Chafik, L., and T. Rossby (2019), Volume, heat, and freshwater divergences in the subpolar North Atlantic suggest the Nordic Seas as key to the state of the meridional overturning circulation, Geophys. Res. Lett., 46, 4,799–4,808, https://doi.org/10.1029/2019GL082110.

Chafik, L., et al. (2020), Discovery of an unrecognized pathway carrying overflow waters toward the Faroe Bank Channel, Nat. Commun., 11, 3721, https://doi.org/10.1038/s41467-020-17426-8.

Intergovernmental Panel on Climate Change (2019), Summary for policy makers, in IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, edited by H.-O. Pörtner et al., Geneva, Switzerland, www.ipcc.ch/srocc/chapter/summary-for-policymakers/.

Østerhus, S., et al. (2019), Arctic Mediterranean exchanges: A consistent volume budget and trends in transports from two decades of observations, Ocean Sci., 15(2), 379–399, https://doi.org/10.5194/os-15-379-2019.

Rossby, T., L. Chafik, and L. Houpert (2020), What can hydrography tell us about the strength of the Nordic Seas MOC over the last 70 to 100 years?, Geophys. Res. Lett., 47, e2020GL087456, https://doi.org/10.1029/2020GL087456.

Søiland, H., M. Prater, and T. Rossby (2008), Rigid topographic control of currents in the Nordic Seas, Geophys. Res. Lett., 35, L18607, https://doi.org/10.1029/2008GL034846.

Zhang, R., et al. (2019), A review of the role of the Atlantic Meridional Overturning Circulation in Atlantic Multidecadal Variability and associated climate impacts, Rev. Geophys., 57, 316–375, https://doi.org/10.1029/2019RG000644.

Ссылка: https://eos.org/science-updates/rethinking-oceanic-overturning-in-the-nordic-seas

Десять стран Ближнего Востока и Соединенные Штаты договорились работать вместе в рамках «укрепления климатических амбиций». Об этом говорится в коммюнике по итогам саммита «Региональный климатический диалог», который прошел в столице Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ) Абу-Даби.

Среди подписантов-участников съезда не упоминается Саудовская Аравия. Почему Эр-Рияд не поддержал мероприятие и идет ли речь о региональной гонке за экологическое лидерство, разбиралась Международная редакция ФАН.

Нежданные гости

Интересы Вашингтона на саммите представлял посланник США по климату Джон Керри. В число прочих участников вошли представители десяти стран: ОАЭ, Омана, Кувейта, Бахрейна, Катара, Египта, Иордании, Марокко, Ирака и Судана. Главной темой события стала борьба с изменениями климата и экологические инициативы, направленные на нее как в рамках отдельных стран, так и в целом в регионе.

«Мы полны решимости работать вместе и с другими странами, чтобы помочь наиболее уязвимым слоям населения мира справиться с разрушительными последствиями изменения климата», — заявили участники экологического саммита.

Саудовская Аравия не упоминается в числе гостей мероприятия, хотя ее участие было бы логичным. Она известна как одно из самых прогрессивных государств региона в этом вопросе, а наследный принц Мухаммад бин Салман Аль Сауд не так давно объявил о запуске проекта «Зеленый Ближний Восток», который был высоко отмечен на уровне Организации Объединенных Наций (ООН).

Климат в Абу-Даби

Пресс-служба мероприятия пояснила, что этот региональный диалог по борьбе с изменением климата предоставил участвующим странам конструктивную площадку для сотрудничества в реализации глобальных климатических целей.

«Нас воодушевляют беседы, которые мы провели в ОАЭ и которые, как мы верим, откроют новую эру регионального сотрудничества для процветающего и устойчивого будущего, основанного на амбициозной климатической политике, инвестициях и инновациях», — подчеркнули участники саммита.

В этот раз в Абу-Даби обсуждали некие «новые пути низкоуглеродного развития в расширении сотрудничества с международным сообществом для преобразования климатической проблемы в экономические возможности».

«Сегодняшняя встреча состоялась всего за несколько недель до саммита лидеров по климату в Вашингтоне. Она стимулировала экспансию ОАЭ в области чистых технологий и устойчивого развития в течение последних 15 лет», — отметил министр промышленности и передовых технологий Эмиратов Султан Ахмет аль-Джабер.

Участники мероприятия отметили, что регион обладает большим потенциалом, чтобы внести вклад в решение глобальной проблемы изменения климата. Саммит для них стал возможностью объединиться, чтобы использовать новейшие технологии и сосредоточить разумные инвестиции для обеспечения «действительно устойчивого развития, способствующего экономическому росту».

Парижский экоклуб

Страны-участницы заявили, что намерены взять на себя еще больше обязательства по выполнению условий Парижского соглашения — рамочной конвенции ООН об изменении климата, принятой 12 декабря 2015 года. Документ сейчас ратифицирован 189 государствами.

Целью Парижского соглашения названа борьба с изменением климата и его негативными последствиями — для этого планируется ограничить выбросы парниковых газов.

«Развитые страны должны играть ведущую роль в предоставлении финансовой помощи менее обеспеченным и более уязвимым странам, при этом впервые поощряя добровольные взносы других сторон», — отмечают организаторы проекта.

Климатическое финансирование необходимо, поскольку для существенного сокращения выбросов требуются крупномасштабные инвестиции.

Экологические программы участников саммита

Среди сторон диалога оказались разные по уровню достатка страны. Те из них, кто не может похвастаться внушительными объемами экономики, вынуждены прибегать к помощи ООН, богатые же реализуют собственные экологические программы на свои деньги.

ОАЭ

Власти Эмиратов оказались в числе первых стран, ратифицировавших Парижское соглашение в сентябре 2016-го. Тогда же Абу-Даби выпустил отчет «Состояние зеленой экономики ОАЭ» и на протяжении нескольких лет реализует «Зеленую программу 2015-2030».

Экологический раскол: почему саудиты не приехали в ОАЭ

В январе 2020 года сообщалось о запуске «Зеленой инициативы» Абу-Даби — совместного проекта двух экологических министерств ОАЭ.

«Объединение усилий ведомств направлено на ускорение исследований и разработок в области водных и климатических технологий, чтобы укрепить позицию ОАЭ как глобального лидера в области устойчивого развития и борьбы с изменением климата», — заявляли создатели проекта.

Объединенные Арабские Эмираты реализует целый комплекс инициатив, направленных на улучшение качества окружающей среды. В их число также входят исследования в области возобновляемых энергоресурсов, инициатива «Зеленая экономика» и многие другие.

Оман

18 августа 2020 года султанат создал Агентство по охране окружающей среды. Ведомство занимается разработкой планов и программ по сохранению природных ресурсов «посредством применения политики по обеспечению безопасности окружающей среды».

В Омане запущено 13 экологических проектов. В их число вошла национальная кампания «Деревья». В рамках этого проекта правительство передает саженцы из нескольких питомников для их высадки на частных территориях. Среди других проектов упоминаются «фиксация дюн», «рекультивация опустыненных земель», «разведение диких животных».

Кувейт

В Кувейте действует программа «Загрязнение окружающей среды и климат» (EPC), нацеленная на активное отслеживание ситуации с климатом. В рамках EPC экологическое ведомство работает над процессами утилизации отходов.

Бюджет проекта составляет 2 млн долларов, его финансирование взяло на себя правительство.

Бахрейн

Национальной экологической стратегией Бахрейна занимается Управление по охране окружающей среды. На ведомство возложена разработка «Национального плана действий по охране окружающей среды».

«Королевство создало множество институтов, правительственных агентств и комитетов для разработки программ, политики и стратегии для достижения устойчивости», — объясняет пресс-служба правительства.

Контроль за экологическими программами возложен на Высший совет по окружающей среде, полицию и Министерство труда и городского планирования.

Иордания

Официальный Амман подписал Рамочную конвенцию ООН об изменении климата в 1992 году. Экологическими проблемами в стране занимается министерство окружающей среды.

Ведомство в 2015 году подготовило отчет «Управление изменением климата в Иордании» и разработало программу «Национальной политики Иорданского Хашимитского Королевства в области изменения климата в период 2013-2020».

Кроме того, в стране реализована программа «Адаптация к изменению климата». Она решает проблему нехватки питьевой воды и носит институциональный характер, при котором ориентируется на участие заинтересованных сторон.

Ирак

Официальный Багдад сейчас переживает тяжелые в финансовом плане времена, поэтому и ожидать каких-то масштабных экологических инициатив от страны не приходится. В конце марта премьер-министр Ирака Мустафа аль-Казыми посетил Саудовскую Аравию, где подписал стратегический документ о сотрудничестве.

В ходе своей поездки иракский премьер провел встречу с наследным принцем Саудовской Аравии. По ее итогам аль-Казыми поддержал инициативу Мухаммада бин Салмана «Зеленый Ближний Восток».

Борьба Эр-Рияда с пустыней

В конце марта наследный принц Саудовской Аравии объявил о проектах «Зеленая инициатива Саудовской Аравии» и «Зеленый Ближний Восток».

«Как ведущий мировой производитель нефти, мы полностью осознаем свою долю ответственности за продвижение борьбы с климатическим кризисом <…>. Эти меры являются только началом», — заявил Мухаммад бин Салман на презентации проекта.

Власти Саудовской Аравии начали войну с главными экологическими врагами — загрязнением воздуха и опустыниванием. Проблемы возникли из-за урбанизации и высокого уровня загрязнения почвы, воды, воздуха. Фермерство и чрезмерное потребление природных ресурсов спровоцировали обезлесение.

Для решения проблемы Эр-Рияд собирается высадить 10 млрд деревьев на территории страны. Кроме того, планируется высадка еще 40 млрд по всему региону.

«Саудовская экологическая инициатива сократит выбросы углерода более чем на 4% в масштабах всей планеты за счет проектов по возобновляемой энергии», — подчеркивал принц.

Фактически грандиозный проект наследного принца стал заявкой на экологическое лидерство на Ближнем Востоке. Аналогичные цели ранее декларировали Объединенные Арабские Эмираты, когда анонсировали свою «Зеленую инициативу».

Экологическое партнерство обеих стран выглядело бы логичным, однако за столом переговоров по проблеме, касающейся всего региона, места Эр-Рияду почему-то не нашлось. Это не говорит о конфликте между королевством и Эмиратами. Скорее, речь идет о конкуренции. Впрочем, не стоит забывать и об обострении отношений между саудовскими властями и Вашингтоном, который стал активным участником состоявшегося ближневосточного диалога.

Вполне возможно, что скандальное дело об убийстве журналиста Джамаля Хашогги, в организации которого США обвиняют власти Саудовской Аравии, могло наложить свой отпечаток на репутацию королевство — даже в таких общественно значимых и, казалось бы, далеких от политики вопросах, как экология.

 Ссылка: https://riafan.ru/1418309-ekologicheskii-raskol-sammit-po-klimatu-na-blizhnem-vostoke-proshel-bez-sauditov-no-s-ssha