Несмотря на быстрое потепление, являющееся кардинальным признаком глобального изменения климата, особенно в Арктике, где температуры повышаются намного быстрее, чем где-либо в мире, в Соединённых Штатах и других регионах северного полушария за последние четыре десятилетия наблюдаются заметные и всё более частые эпизоды экстремально холодной зимней погоды. Cohen et al. объединили наблюдения и модельные результаты, чтобы продемонстрировать, что изменения в Арктике, вероятно, являются важной причиной цепочки процессов, включающих то, что они называют разрывом стратосферного полярного вихря, что в конечном итоге приводит к периодам экстремального холода в северных средних широтах.
Арктика нагревается со скоростью, вдвое превышающей среднемировой показатель, и, как сообщается, суровая зимняя погода усиливается во многих густонаселённых регионах средних широт, но нет единого мнения о том, существует ли физическая связь между этими двумя явлениями. Авторы проанализировали данные наблюдений, чтобы показать, что менее известное нарушение стратосферного полярного вихря, включающее отражение волн и растяжение стратосферного полярного вихря, связано с экстремальным холодом в некоторых частях Азии и Северной Америки, включая недавнюю волну холода в Техасе в феврале 2021 года, и росло в эпоху спутников. Использованы эксперименты по численному моделированию с учётом тенденций осеннего снежного покрова и морского льда в Арктике, чтобы установить физическую связь между изменениями в Арктике и растяжением стратосферного полярного вихря и соответствующими поверхностными воздействиями.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abi9167

Монреальский протокол остановил разрушение озонового слоя. В процессе его исполнения был спасён один из самых важных стоков углерода на Земле.
Согласно исследованиям, международное соглашение о прекращении производства озоноразрушающих химикатов предотвратило глобальное потепление на 0,65°C - 1°C.
Исследование также показало, что углерод, накопленный в растительности в результате фотосинтеза, сократился бы на 30% без договора, вступившего в силу в 1989 году.
Исследователи из Великобритании, Новой Зеландии и США написали в Nature, что Монреальский протокол имеет важное значение для защиты углерода, хранящегося в растениях. Исследования в полярных регионах показали, что высокоэнергетические ультрафиолетовые лучи уменьшают биомассу растений и повреждают ДНК. В настоящее время леса и почвы поглощают 30% антропогенных выбросов углекислого газа.
«Модельные расчёты показали, что к 2100 году, количество углерода, поглощаемого растениями, составит 15% от «контрольного» значения при условии действия Монреальского протокола», - сказал ведущий автор Пол Янг (Paul Young). Ланкастерского университета.
В моделировании ультрафиолетовое излучение настолько интенсивно, что растения в средних широтах перестают поглощать возрастающий поток углерода.
Растения в тропиках находятся в лучших условиях, но влажные леса будут иметь на 60% меньше озона, чем раньше, - состояние намного хуже, чем когда-либо наблюдалось в антарктической озоновой дыре.

«Мир, которого удалось избежать»
В исследовании использовалась модель, включающая химическую климатическую и погодо-генерирующую модели, модель земной поверхности и модель круговорота углерода. Она впервые связывает потерю озона со снижением стока углерода в растениях.
Хлорфторуглероды (ХФУ), озоноразрушающие химические вещества, использование которых было прекращено в соответствии с Монреальским протоколом, являются мощными парниковыми газами. По оценкам исследования, к 2100 году ХФУ могли бы нагреть планету ещё на 1,7°C. Взятые вместе, ущерб от ультрафиолетового излучения и парниковый эффект ХФУ добавили бы к концу столетия дополнительное потепление на 2,5°C. Сегодня прирост температуры на поверхности Земли в среднем составляет 1,1°C, что приводит к более частым засухам, аномальной жаре и сильным осадкам.
К концу века уровень углекислого газа в атмосфере достигнет 827 частей на миллион, что вдвое больше, чем сегодня (~ 412 частей на миллион).
В ходе работы были проанализированы три различных сценария: первый предполагает, что уровень озоноразрушающих веществ оставался ниже уровня 1960 года, когда началось массовое производство. Второй предполагает, что пик содержания озоноразрушающих веществ в атмосфере пришёлся на конец 1980-х годов, а затем прекратился. Последний предполагает, что количество озоноразрушающих химикатов в атмосфере ежегодно увеличивается на 3% до 2100 года.
Последний сценарий, названный «Мир, которого удалось избежать», предполагает не только то, что Монреальского протокола никогда не было, но также и то, что люди понятия не имели, что ХФУ наносят вред озону, даже когда последствия станут очевидными в 2040-х годах. Модели также предполагают, что ультрафиолетовое излучение наносит одинаковый вред всей растительности, тогда как в действительности растения реагируют по-разному.

«Изменения возможны»

«Монреальский протокол считается одним из наиболее успешных глобальных природоохранных договоров», - сказал учёный из Лидского университета Мартин Чипперфилд (Martyn Chipperfield), не принимавший участия в исследовании. «ХФУ и другие озоноразрушающие вещества являются сильнодействующими парниковыми газами, и Монреальский протокол известен своими реальными успехами в борьбе с изменением климата за счёт удаления из атмосферы высоких уровней содержания ХФУ».  
Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу в 2016 году выдвинула на первый план проблему изменения климата. Страны согласились постепенно отказаться от гидрофторуглеродов (ГФУ), которые используются в таких приложениях, как системы кондиционирования воздуха и пожаротушения. Первоначально ГФУ заменили гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) и ХФУ, поскольку они не вредят озону. Тем не менее, ГФУ являются мощными парниковыми газами.  
По словам Янга, Монреальский протокол был «лучшим соглашением о случайном климате». «Это пример того, как наука обнаружила проблему, и мир принял меры для её решения».  
Введение сульфатных аэрозолей в стратосферу было предложено в качестве одного из геоинженерных решений для замедления глобального потепления. «Люди серьёзно говорят об этом, потому что это один из наиболее вероятных геоинженерных механизмов, но он действительно разрушает озон», - сказал Янг. Расчёт вреда для углеродного цикла - это «очевидный последующий эксперимент для нас».  
Исследование подчёркивает важность Конференции сторон ООН по изменению климата (COP26) этой осенью, которая определит успех глобальных климатических целей.  
По мнению Межправительственной группы экспертов по изменению климата, немедленное и быстрое сокращение выбросов парниковых газов необходимо, чтобы остановить наиболее разрушительные последствия изменения климата. 

Ссылка: https://eos.org/articles/how-the-best-accidental-climate-treaty-stopped-runaway-climate-change 

В США началась энергетическая революция — новые мощности «чистой» энергии превысили мощности традиционных источников в четыре раза. Подобных результатов удалось достичь благодаря резкому росту инвестиций в ветряные и солнечные проекты. Об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на доклад Министерства энергетики США.

Президент США Джо Байден после своего избрания поставил цель добиться к 2035 году нулевых выбросов в атмосферу, для решения поставленной задачи глава государства потребовал значительно увеличить мощность «зеленых» источников энергии. В отчете Минэнерго США говорится, что по итогам 2020 года 80 процентов новых мощностей пришлись на возобновляемые источники энергии (ВИЭ): ветер (42 процента) и солнце (38 процентов). Оставшиеся 20 процентов роста генерации составили газовые источники. Совокупная мощность новых «зеленых» проектов оценивается в 17 гигаватт.

Точка невозврата.Глобальную климатическую катастрофу признали неизбежной. Что человечество может сделать для спасения?
Смертельный сквозняк.Как замазывание щелей и замена гнилых труб спасет человечество от глобальной катастрофы?
Министр энергетики Дженнифер Грэнхольм заявила, что рекордно большое количество ветряных электростанций указывает одновременно на развитие этой сферы и большую доступность ветряной энергии в будущем.

В настоящее время доминирующее положение в энергетическом секторе занимают традиционные источники энергии. На природный газ приходится 43 процента генерации энергии, потребляемой американскими домохозяйствами. На ядерную и угольную энергии приходится по 20 процентов, а ветроэнергетика обеспечивает 11 процентов нужд населения.
Мир переходит на возобновляемую энергию. В частности, в мае Великобритания поставила рекорд по выработке «чистой» энергии. 21 мая сильный шторм позволил обеспечить электричеством больше половины территории страны.

Ссылка: https://m.lenta.ru/news/2021/09/01/viva_la_revolucion/

Спрос на энергию для отопления и охлаждения зданий меняется с глобальным потеплением.Используя основанную на методологии градусо-дней нагрева и охлаждения модель зависимого от климата спроса на энергию, применённую к тридцати вариантам расчётов модели глобального климата, авторы показали, что во всех континентальных районах тенденции спроса на энергию для отопления и охлаждения, обусловленные изменением климата, были слабыми, изменяющимися.менее чем на 10% с 1950 по 1990 гг., но с 1990 по 2030 г. они усилились, изменившись более чем на 10%.При использовании мультимодельного среднего значения тренды к увеличению потребности в энергии для охлаждения более выражены, чем тенденции к снижению её потребности в отоплении.Однако изменения в охлаждении сильно различаются в расчётах и варьируются от единиц до нескольких сотен процентов в большинстве густонаселённых районов средних широт.Эта работа представляет собой пример проблем, сопровождающих количественную оценку будущего спроса на энергию в результате неопределённости прогнозируемого климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25504-8

Эль-Ниньо / Южное колебание (ЭНЮК) является основным режимом межгодовой изменчивости климата, и понимание его отклика на изменение климата имеет решающее значение, но исследования по-прежнему расходятся в отношении характера и величины этого отклика. Некоторые модели XXI века предполагают, что увеличение CO₂ усиливает ЭНЮК, но исследования показывают, что в палеоклиматических временных масштабах более высокие температуры связаны с уменьшенной амплитудой ЭНЮК и более слабым зональным температурным градиентом Тихого океана, иногда называемым «постоянной Эль-Ниньо». Внутренняя изменчивость усложняет эту дискуссию, маскируя отклик ЭНЮК в прогнозах на столетие. Авторы использовали моделирование климата тысячелетней давности, чтобы выделить вынужденные изменения ЭНЮК в переходных и стабильных условиях. В переходных временных масштабах модели демонстрируют широкий разброс в откликах ЭНЮК, но в тысячелетних временных масштабах почти все они показывают уменьшенную амплитуду ЭНЮК и ослабленный зональный градиент температуры Тихого океана. Эти результаты примиряют различия между моделями XXI века и предположения того, что воздействие СО₂ ослабляет ЭНЮК в долгосрочной перспективе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-021-01099-2

В Парижском соглашении основное внимание в политике смягчения последствий изменений глобального климата уделялось ограничению глобального потепления полутора или двумя градусами по сравнению с доиндустриальными уровнями. Поэтому прогнозы опасностей и рисков всё чаще строятся на основе уровней глобального потепления, а не сценариев выбросов. Авторы использовали мультиметодный подход для описания поведения экстремальных уровней моря, обусловленного изменениями среднего уровня моря, вызванными широким диапазоном размеров глобального потепления, от 1,5 до 5°C, и для большого количества мест, обеспечивая равномерный охват в большинстве береговых линий мира. По их оценкам, к 2100 году ~ 50% из 7000+ рассматриваемых мест будут испытывать экстремальные уровни моря, случающиеся сегодня раз в 100 лет, по крайней мере, один раз в год, даже при потеплении на 1,5°C, а часто и задолго до конца века. Тропики кажутся более чувствительными, чем северные высокие широты, где в некоторых местах эта частота не меняется даже при самых высоких уровнях глобального потепления.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-021-01127-1

Антропогенное потепление привело к беспрецедентному сокращению площади морского льда в Арктике в течение всего года. Это имеет далеко идущие последствия для коренных и местных общин, полярных экосистем и глобального климата и вызывает потребность в точных сезонных прогнозах состояния морского льда. Хотя основанные на физике динамические модели могут успешно прогнозировать сплочённость морского льда на несколько недель вперед, они с трудом могут превзойти простые статистические оценки при большей заблаговременности. Авторы представили вероятностную систему прогнозирования морского льда с глубоким обучением IceNet. Система была обучена на моделировании климата и данных наблюдений для прогнозирования на следующие шесть месяцев и нанесения на карты среднемесячной концентрации морского льда. Показано, что IceNet расширяет диапазон точных прогнозов морского льда, превосходя современную динамическую модель в сезонных прогнозах летнего морского льда, особенно для экстремальных ледовых явлений. Это поэтапное изменение способности прогнозирования морского льда приближает нас к инструментам сохранения, снижающим риски, связанные с быстрой потерей морского льда.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25257-4

Экстремальное количество осадков будет расти при потеплении климата, но изменение масштабов наводнений при более сильных осадках менее ясно. Исторически сложилось так, что существует мало свидетельств систематического увеличения силы наводнений, несмотря на наблюдаемое увеличение количества экстремальных осадков. Авторы исследуют, как масштабы паводков меняются в ответ на потепление, используя большой ансамбль вариантов начальных условий для расчётов с помощью сочетания климатической и гидрологической моделей. Эта цепочка моделей была применена к историческим (1961–2000 гг.) и более тёплым будущим (2060–2099 гг.) климатическим условиям для 78 водосборов в Баварии, регионе, включающем водосборные бассейны рек Инн, Дунай и Майн, таким образом представляя область с выраженной гидрологической неоднородностью. Для большинства водосборов определены «пороговое значение интервала возврата» во взаимосвязи между количеством осадков и увеличением паводков: при интервалах повторения, превышающих этот порог, дальнейшее увеличение частоты и величины экстремальных осадков явно приводит к увеличению масштабов паводков; ниже порога величина наводнения модулируется процессами на поверхности суши. Авторы предполагают, что такое пороговое поведение может согласовать климатологические и гидрологические перспективы изменения риска наводнений в условиях потепления.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-021-00248-x

Текущее поколение климатических моделей не учитывает должным образом океанические мезомасштабные процессы в тропических океанах, такие как тропические волны нестабильности. Связанный с этим дефицит явного вертикального и бокового теплообмена может дополнительно способствовать крупномасштабным отклонениям экваториальной температуры, что, в свою очередь, влияет на представление Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК) и его чувствительность к парниковому потеплению. Используя модель глобального климата с мезомасштабным разрешением и улучшенным представлением тропического климата, авторы показывают, что четырёхкратное увеличение содержания CO2 в атмосфере приводит к значительному ослаблению обусловленной ЭНЮК изменчивости температуры морской поверхности в будущем. Эта чувствительность вызвана в основном более сильным демпфированием скрытого теплового потока и более слабыми адвективными обратными связями. Вызванное стратификацией ослабление активности волн тропической нестабильности и соответствующий рост нестабильности ЭНЮК частично компенсируют влияние других отрицательных динамических обратных связей. Представленные результаты показывают, что предыдущие прогнозы парникового потепления с более низким разрешением неадекватно моделировали важные процессы мезомасштабного океана, связанные с ЭНЮК.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-021-01132-4