Климатический центр Росгидромета

Новости партнеров

Nature Climate Change: Цели возобновляемой энергетики могут подорвать их устойчивость

Поскольку мировые экономики стремятся использовать новые разработки в области возобновляемых источников энергии для решения проблемы изменения климата и оживления экономики после COVID-19, избегание зацикливания на целевых показателях при принятии решений обеспечит положительные социальные и экологические результаты.

Развитие возобновляемых источников энергии необходимо для решения проблемы изменения климата. Из-за растущего признания глобального потепления как неотложного кризиса многие юрисдикции по всему миру приняли цели в области возобновляемых источников энергии (ВИЭ), определяющие даты, к которым должны быть получены пороговые проценты от общего объёма энергии из возобновляемых источников. Смысл этих целей состоит в том, чтобы ускорить распространение ВИЭ и тем самым своевременно решить проблему изменения климата. Мало кто будет спорить с этим намерением. Сложность возникает из-за того, что для достижения этих целей требуется преобразование существующих энергетических систем с беспрецедентными скоростью и масштабом в истории человечества. Это создает многочисленные технические и логистические проблемы и осложняется тем фактом, что будущая энергетическая инфраструктура, которую мы строим, и способ, которым мы её строим, могут иметь значительные последствия - как хорошие, так и плохие - для всех аспектов человеческого общества и окружающей среды. Для обобщения выгод и издержек быстрого расширения использования возобновляемых источников энергии могут потребоваться более детализированные структуры, чем ВИЭ, с осознанием того, что, несмотря на важность изменения климата, мир сталкивается с рядом глобальных проблем, требующих решения.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-020-00939-x

Печать

Nature Geoscience: Равновесная чувствительность климата выше 5°C возможна вследствие её зависимости от облачной обратной связи

Равновесная чувствительность климата Земли определяется как повышение средней глобальной приземной температуры воздуха, которое следует за удвоением концентрации углекислого газа в атмосфере. На протяжении десятилетий глобальные климатические модели предсказывали, что это повышение составляет примерно от 2 до 4,5°C. Однако большая часть моделей, участвующих в 6-м проекте взаимного сравнения связанных моделей (CMIP6), предсказывает значения, превышающие 5°C. Возникшую разницу приписывают радиационным эффектам облаков, которые лучше описываются в этих моделях, но лежащий в основе физический механизм и, следовательно, насколько реалистичны такие высокие значения чувствительности климата, остаётся неясным. Авторы проанализировали детали моделирования и обнаружили, что по мере потепления климата постепенно уменьшается содержание ледяных частиц в облаках по сравнению с жидкими, что приводит к увеличению отражательной способности и отрицательной обратной связи, сдерживающей потепление климата, в частности, над Южным океаном. Однако, когда облака преимущественно жидкие, эта отрицательная обратная связь исчезает. В этом случае преобладают другие механизмы с положительными облачными обратными связями, ведущие к переходу в состояние климата с высокой чувствительностью. Хотя точное время и величина перехода могут зависеть от особенностей конкретной модели, результаты показывают, что зависимость состояния климата от обратных связей в фазовых переходах в облаках является решающим фактором в эволюции чувствительности климата Земли к потеплению.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-020-00649-1

Печать

Severe Weather Europe: Арктический морской лёд не замерзает в октябре впервые с начала измерений, оставляя неясным, как эта скажется на погоде зимой

Сезон таяния морского льда в Арктике обычно длится с марта по сентябрь. Достигнув минимальной протяжённости в сентябре, площадь морского льда снова начинает расти в октябре. Но в этом году рост намного медленнее, чем в прошлом году, а в некоторых местах роста почти нет. Как возникла эта необычная ситуация и может ли она что-то означать для погоды зимой 2020/2021?

РОСТ АРКТИЧЕСКОГО ЛЬДА

Сезонный цикл арктического морского льда можно видеть на рисунке ниже, полученном с помощью системы Arctic-ROOS. Он показывает изменение площади морского льда в Арктике за год. Сезон таяния обычно начинается в марте, после достижения максимальной площади льда, и продолжается до сентября. На графике показаны данные за последние несколько лет, из которых видно, что протяжённость арктического льда в 2020 году была второй по величине, уступая только 2012 году, по-прежнему являющемуся рекордным с самой низкой протяжённостью льда с момента начала измерений.

60

Но сравнивая 2012 и 2020 гг., можно видеть, что в этом году также устанавливается новый рекорд, поскольку арктический морской лёд не восстанавливается, как ожидалось. Морской лёд снова замерзает, но гораздо медленнее, чем обычно, а это означает существенную задержку на некоторых участках.

Это становится ещё более очевидным при сравнении всех лет, прошедших с момента начала активных спутниковых наблюдений в 1979 году. В этом году наблюдалась вторая по величине малая протяжённость морского льда в Арктике за всю историю наблюдений. Но из-за необычно низкого роста льда в октябре нынешняя протяжённость льда сейчас самая низкая, какая была в любом октябре в течение периода наблюдений.

Сопоставление сроков минимальной протяжённости льда за последние 17 лет также показывает, что минимум 2020 года является вторым по величине, уступая только большому минимуму 2012 года.

Сравнивая годы по текущей дате, мы получаем самые низкие показатели для этого времени года. Это также очевидно из второй картинки, на которой показана аномалия морского льда в сравнении с долгосрочным средним значением. На ней показано, что аномалия протяжённости льда в 2020 году (красная область) продолжает увеличиваться, тогда как в предыдущие годы (белые линии) она уже начала уменьшаться к этому моменту.

На рисунке, представленном Национальным центром данных по снегу и льду (NSIDC) ниже, оранжевыми линиями показаны текущая сплочённость льда и средняя / нормальная долгосрочная протяжённость. Эти оранжевые линии показывают, как далеко должен простираться морской лёд в данный момент времени, демонстрируя его огромный дефицит.

Очевидно, что начавшийся с середины сентября рост был медленным и не ускорялся со временем, о чем свидетельствует недавний дневной темп роста на рисунке ниже. На данный момент дневной рост должен медленно увеличиваться с течением времени, но дневная зона роста не увеличивается, а, скорее, даже уменьшается с течением времени. На втором рисунке показан рост в октябре по сравнению с предыдущими годами, где в 2020 году имеет место сильная задержка.

Картинки ниже показывают текущую протяжённость и толщину морского льда. Толщина показывает большую площадь, чем концентрация. Так получается потому, что концентрация учитывает только морской лёд с концентрацией выше 15%. Все, что ниже этого уровня, предполагает, что лёд слишком треснутый и недостаточно плотный.

Таким образом, картинка толщины морского льда показывает, что по краям имеется более тонкий несжатый лед, концентрация которого ниже 15%-ного порога. Обычно это нормально, потому что новый морской лёд только начинает формироваться по краям, и требуется время, чтобы он стал более плотным. Но в этом году лёд не уплотняется так быстро Что стоит за этим необычным событием?

БОЛЬШОЙ АРКТИЧЕСКИЙ ОКЕАН

Арктический регион фактически полностью представляет собой океан и не имеет крупномасштабной суши. Это самый маленький и мелководный из пяти основных океанов мира, а также самый холодный. Это также единственный океан, который по площади меньше самой большой страны в мире - России.

На изображении ниже показан Северный Ледовитый океан, как он выглядел бы без воды, обнажая очень сложный подводный ландшафт. Чтобы понять нынешние необычные аномалии морского льда, нужно понять океан, в котором плавает весь лёд. В частности, необходимо понять состояние океана в его восточной части, в морях Карском, Восточно-Сибирском море и Лаптевых. На изображении ниже показаны эти регионы в Северном Ледовитом океане на стороне, противоположной Гренландии. График взят из одного из последних исследований Северного Ледовитого океана.

Изображение ниже, вероятно, является наиболее важным, поскольку оно показывает аномалию температуры поверхности океана: температура океана в настоящее время значительно выше нормы вокруг всего арктического ледникового щита. Аномалии более 2–3 градусов по Цельсию можно найти во всех трёх критических регионах океана, о которых упомянуто выше.

По сравнению с прошлым годом, в этом году на атлантической стороне действительно холоднее, а в восточной части Северного Ледовитого океана, очевидно, намного теплее.

Также глядя на необработанные значения температуры, можно видеть, что в восточной части Северного Ледовитого океана температура поверхности действительно положительная, что означает низкий или нулевой шанс замерзания воды в этой области. В нормальных условиях почти весь Северный Ледовитый океан к концу октября должен иметь температуру замерзания - 0°C (черный цвет) или ниже.

При сравнении текущей сплочённости и толщины льда с наименьшей протяжённостью льда в середине сентября обнаруживается её рост по краям. Но в зоне Сибири наблюдается уменьшенные концентрация и толщина льда (красные цвета). В настоящее время температура океана и воздуха ещё недостаточна, чтобы сделать возможным быстрое повторное замерзание в этой зоне.

Но температура не является единственным фактором. Солёность океана также играет большую роль в образовании льда. Чем солёнее вода, тем холоднее она должна быть для образования льда. Вспомните о соли, которую используют на дорогах, чтобы предотвратить скопление льда.

На изображении ниже показана солёность Северного Ледовитого океана, где можно видеть более пресную воду в голубых тонах и более солёные воды в коричневатых. Перенос более солёной воды очевиден из Северной Атлантики в Северный Ледовитый океан, особенно в восточные его части. Интересно, наличие тёмных цветов вокруг прибрежных районов, где очень пресная вода. Это сток пресной воды из сибирских рек.

МОРСКОЙ ЛЁД ПО РЕГИОНАМ

Во многих регионах протяжённость льда начала подниматься с самой низкой точки в середине сентября. Но восточная часть Северного Ледовитого океана необычно тёплая и препятствует расширению припая.

На картинке ниже показана протяжённость морского льда в различных регионах Арктики. Хотя в некоторых регионах обычно ледостав начинается позже, есть три региона, которые выделяются, поскольку в них он должен быть намного интенсивнее, чем сейчас - район морей Восточно-Сибирского, Карского и Лаптевых. Это регионы, где также наблюдаются самые большие температурные аномалии.

В сибирском арктическом регионе площадь льда, необычно низкая для этого времени года, составляет всего несколько процентов от нормальной площади морского льда, ожидаемой на эту дату.

И, конечно же, море Лаптевых, лёд в котором уже довольно давно находится на рекордно низких уровнях. В отличие от 2020 г. в предыдущее десятилетие море Лаптевых к этому времени года полностью замерзало.

Но что вызывает эту необычную ситуацию в восточной части Северного Ледовитого океана? Мы видели аномалии температуры и солёности океана. Но что привело Северный Ледовитый океан в такое состояние? Частично ответ кроется в атмосфере.

ОТ ОКЕАНА К АТМОСФЕРЕ

Прежде всего - атмосферная температура. За период с января по сентябрь горячая точка возникла прямо над Сибирью и восточной частью Северного Ледовитого океана. Имеется большая область температур на 4-5°C выше долгосрочных средних значений - волнах тепла в Арктике, продолжающихся с весны.

Более пристальный взгляд на период с августа по сентябрь показывает ещё более сильную горячую точку, которая теперь расширилась дальше в Северный Ледовитый океан, поскольку морской лёд таял, и более открытая вода подвергалась воздействию более тёплой погоды.

Причиной этой аномалии была очень специфическая картина давления. Анализ октябрьских данных показывает, что область высокого давления преобладает в Арктическом регионе, в то время как можно видеть область низкого давления над Сибирью.

Такой «узор» создаёт уникальный трансполярный воздушный поток над восточной частью Северного Ледовитого океана. На картинке ниже показан средний поток ветра на малых высотах в октябре на данный момент. Можно видеть воздушный транспорт через Арктику, поскольку более тёплый воздух поступает в Арктику с одной стороны, а более прохладный воздух удаляется наружу с другой.

Пока что, глядя на температурные аномалии в октябре, можно увидеть массивную аномалию тепла в сибирской Арктике. Именно здесь более тёплый воздух поступал в регион, вытесняя более холодный воздух в Западную Сибирь.

В частности, за последние 10 дней в Сибирском Северном Ледовитом океане наблюдались аномалии, превышающие 15°C. Это, вместе с более тёплыми водами океана, до сих пор было большим тормозящим фактором роста льда в октябре.

Прогноз не выглядит лучше. Теперь картина давления фактически изменилась, и давление над Арктикой снизилось. Но это изменит направление воздушного потока, просто принесёт более тёплый воздух из другого источника. На первой картинке показаны аномалии давления в следующие выходные, а на второй - направления ветра и аномалии температуры, демонстрирующие крупномасштабный перенос более тёплого воздуха в сибирскую Арктику.

Но, конечно, это не означает, что в октябре в Арктике будут температуры порядка +20°C. Например, нормальная температура для сибирского региона должна быть около -15°C. Если температура окажется от 0 до -2°C, это всё равно на 13-15°C выше долгосрочного среднего значения.

Это то, что видно на последнем температурной картинке выше. Но всё же такие аномалии означают, что в Арктике не так холодно, как должно быть в данный момент времени, и это создаёт сдерживающие условия для роста льда.

На картинках ниже показаны прогнозируемые изменения протяжённости и толщины морского льда за девять дней. Можно видеть расширение площади морского льда в направлении Сибири, но сибирская Арктика и море Лаптевых всё ещё свободны ото льда.

Прогноз модели CFSv2 на ноябрь 2020 года показывает медленное расширение площади морского льда с его необычно низкой сплочённостью (красные цвета) в направлении Сибири.

МОРСКОЙ ЛЁД И ЗИМА 2020/2021

Всегда ведётся много споров о том, как отсутствие морского льда влияет на изменение погоды. Было проведено множество исследований, и все они указывают на то, что существует взаимозависимость между дефицитом морского льда и струйными течениями (из-за наличия обратной связи).

Струйное течение - это большой и мощный поток воздуха (ветра) на высоте около 8-11 км, который течёт с запада на восток, огибая всё полушарие и влияя на системы давления, их силу и, таким образом, формируя погоду на поверхности.

Идеальный струйный поток кружит вокруг земного шара, как видно на картинке ниже. Движение с запада на восток называется зональным потоком, а движение с севера на юг - меридиональным.

Секрет струйного течения в том, что оно подпитывается разницей температур между холодной Арктикой и более тёплыми южными / тропическими регионами. Если в Арктике потеплеет, разница температур вдоль меридиана уменьшится, и струйное течение может потерять свою силу.

Ниже приведён пример прогноза струйного течения. Красно-фиолетовые области показывают более сильную скорость ветра на уровне 250 мб (~ 10,5 км). Самое сильное струйное течение расположено над северной частью Тихого океана, простираясь прямо над Северной Америкой, где продолжается мощная волна холодного воздуха.

Струйное течение направлено на континентальную часть США, разгрузив арктическую воздушную массу над большей частью страны. Можно видеть, что струйный поток не является строго зональным (западно-восточным), но довольно волнистым, и даже меридиональным (северно-южным), особенно над Северной Америкой и Европой.

Общее значение таяния морского льда заключается в том, что оно увеличивает площадь открытых вод. Открытая вода, свободная ото льда, может нагреваться на солнце, и её температура будет постоянно превышать нормальные. Это то, что имеет место в 2020 году. Это означает, что температуры в Арктике становятся более высокими, что потенциально снижает разницу температур между северным и южным регионами и в целом ослабляет струйный поток.

Если струйный поток ослаблен, он может быть легко нарушен и может отчасти изменить своё течение с западно-восточного на северно-южное. Это может вызвать более изменчивую погоду и экстремальные явления, поскольку более холодный воздух может более свободно опускаться с севера вниз, а более тёплый – подниматься с юга вверх.

На базе некоторых прошлых данных, построены два графика. На первом показана сплочённость арктического морского льда за период сентябрь-октябрь за 70 лет. Наблюдается довольно значительное снижение сплочённости льда с середины 1990-х годов.

На втором графике показан меридиональный поток (север-юг) в струйном потоке в осенний период (сентябрь-октябрь-ноябрь). Здесь также можно наблюдать, что с середины 1990-х годов в циркуляции струйного потока обнаруживается больше меридиональных потоков с севера на юг.

Это можно рассматривать как доказательство того, что струйный поток становится слабее или более волнистым по мере уменьшения площади арктического морского льда. Но это, вследствие наличия обратной связи, требует дополнительных исследований. В то же время это показатель очень вероятной и логичной связи, что струйный поток становится слабее или волнистее по мере того, как уменьшается протяжённость морского льда.

Глядя на ноябрьский прогноз 2020 года по модели CFSv2, можно увидеть сильные области высокого и низкого давления, создающие очень динамичную структуру. Это будет означать усиление струйного течения с севера на юг с экстремальными температурами в обоих направлениях.

А как насчёт зимы 2020/2021? По мере её приближения, связь / эффект отсутствия морского льда становится нечёткой или неясной. Как было сказано выше, существует известное воздействие на струйные течения. Но когда приходит зима, появляется множество внешних факторов, которые маскируют или обращают вспять потенциальный эффект морского льда.

Первый фактор заключается в том, что ко времени наступления зимы арктический морской лёд в определенной степени уже отрастает, не обнажая так много (или совсем не обнажая) открытой воды. Второй фактор - это стратосферный полярный вихрь. Сильный полярный вихрь может влиять на струйные течения и потенциально усиливать их, создавая более западно-восточный поток и более мягкую зиму в Северной Америке и Европе.

Но сила полярного вихря также определяется погодными условиями, поэтому здесь очень тонкая петля обратной связи. Морской лёд (или его отсутствие) может влиять на погодные условия, что влияет на полярный вихрь, который затем влияет на струйный поток и погодные условия.

Третий фактор - это тропический регион ЭНСО с его развивающейся фазой Ла-Нинья. Ла-Нинья оказывает очень специфическое воздействие на струйное течение, которое может перекрывать другие потенциальные эффекты морского льда. И это также может повлиять на полярный вихрь. На картинке ниже показано типичное влияние Ла-Нины на струйный поток над Канадой и США зимой.

Звучит сложно? На самом деле это довольно просто, поскольку главный вывод состоит в том, что всё в той или иной степени может влиять на всё. Таким образом, недостаток морского льда влияет на струйный поток, но к зиме этот фактор смешивается с другими глобальными факторами.

Чаще всего острая нехватка морского льда указывает на тенденцию к более высокому давлению над Северным полюсом, а это означает, что более холодный воздух может более свободно перемещаться из Арктики в средние широты Соединённых Штатов и / или Европы. Но, возможно, не делать этого напрямую, поскольку дефицит морского льда является скорее механизмом ослабления полярного вихря и, таким образом, ослаблением общего струйного течения и созданием большего числа ситуаций, в которых наличествует поток с севера на юг.

Таким образом, можно точно сказать, что нынешняя нехватка морского льда в некоторой степени повлияет на это, но довольно сложно сказать, как именно. Даже небольшое изменение или сдвиг текущих условий может иметь каскадный эффект к зиме, также известный как эффект бабочки. Иногда именно такие небольшие изменения могут привести к тому, что сезонная погода окажется не такой, как ожидалось, вопреки всем модельным прогнозам.

Ссылка: https://www.severe-weather.eu/news/arctic-ocean-sea-ice-2020-jet-stream-effect-winter-fa/

Печать

PNAS: Влияние пограничной политики на подверженность и уязвимость к изменению климата

Миграция всё чаще представляется как средство адаптации к изменению климата. Когда население перемещается, оно меняет уровень своей подверженности и уязвимости к воздействиям изменения климата. Авторы анализируют, как различная пограничная политика может повлиять на уязвимость людей. Они предлагают существенное методологическое новшество, включив явную динамику миграции и денежных переводов в одну из моделей, обычно используемых для расчёта ущерба от изменения климата. Было обнаружено, что ограничительная пограничная политика может увеличить уязвимость, заманивая людей в ловушку в районы, где они оказываются более уязвимыми, чем те, куда они в противном случае мигрировали бы.

Миграция может всё шире использоваться в качестве стратегии адаптации для уменьшения подверженности и уязвимости населения к воздействиям изменения климата. И наоборот, либо из-за отсутствия информации о рисках в местах назначения, либо в результате уравновешивания этих рисков люди могут переехать в места, где они более подвержены климатическому риску, чем в местах их прежнего проживания. Ущерб, наносимый климатом, количественная оценка которого даёт представление о подверженности и уязвимости общества, как правило, рассчитывается с помощью моделей комплексной оценки (Integrated Assessment Models, IAM). И всё же миграция вряд ли включена в обычно используемые IAM. В этой статье авторы исследуют, как пограничная политика, ключевое влияние на международные миграционные потоки, влияет на подверженность и уязвимость к воздействиям изменения климата. С этой целью они явно включают динамику международной миграции и денежных переводов в широко используемую IAM рисков и сравнивают четыре сценария пограничной политики. Затем они количественно оценивают влияние пограничной политики на распределение населения, его доход, подверженность и уязвимость, а также на выбросы CO2 и повышение температуры в период с 2015 по 2100 гг. по пяти сценариям будущего развития и изменения климата. Было обнаружено, что большинство мигрантов, как правило, переезжают в районы, где они менее уязвимы, чем те, откуда они прибыли. Полученные результаты подтверждают, что миграция и денежные переводы могут положительно способствовать адаптации к изменению климата. Что особенно важно, выводы подразумевают, что ограничительная пограничная политика может повысить уязвимость, заманивая людей в ловушку в районы, где они более уязвимы, чем те, куда они в противном случае мигрировали бы. Эти результаты показывают, что последствия миграционной политики должны играть большую роль в обсуждениях международной климатической политики.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/117/43/26692

Печать

Перечень поручений по итогам расширенного заседания президиума Государственного совета

Президент утвердил перечень поручений по итогам расширенного заседания президиума Государственного совета, состоявшегося 28 сентября 2020 года. В документе в числе прочих затронуты вопросы защиты окружающей среды, изменения климата и другие, относящиеся к компетенции Росгидромета.

Ссылка: http://kremlin.ru/acts/assignments/orders/64273

Печать

Указ Президента Российской Федерации от 26.10.2020 № 645 "О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года"

Президент Российской Федерации подписал указ "О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года" (от 26.10.2020 № 645).

pdf Текст стратегии

 

 

Печать

Интерфакс Россия: Влияние человека на Антарктиду невелико, но комары появились

Начальник Российской антарктической экспедиции Александр Клепиков:

Фото пресс-службы ФГБУ "Арктический и Антарктический НИИ"

В этом году российские ученые предприняли первый поход к Ледоразделу «B» в Центральной Антарктиде, где в перспективе рассчитывают получить образцы льда возрастом существенно больше миллиона лет. В интервью агентству «Интерфакс» заместитель директора Арктического и Антарктического научно-исследовательского института - начальник Российской антарктической экспедиции Александр Клепиков рассказал о перспективах проекта изучения древнего льда, неизученных участках южного континента, влиянии человека и потепления на животный и растительный мир и исследованиях на самой изолированной станции Восток.

- Александр Вячеславович, расскажите, чем занимались ученые 64-й зимовочной и 65-й сезонной экспедиций? Над какими наиболее интересными проектами работали?

- В зимовку у нас проводятся стандартные наблюдения по метеорологии, исследования магнитосферы и ионосферы, их ценность в том, что они ведутся непрерывно, для исследования климата и влияния солнечного ветра на нашу атмосферу — это очень важная информация. Ее собирают круглый год.

Что было интересного в прошедшую зимовку? В связи с проектом создания обитаемой базы на Луне московский Институт медико-биологических проблем РАН (ИМБП РАН) вернулся к программе исследования адаптационных возможностей человека в узком коллективе в течение длительного срока. Исследования проходили на станции Восток, которая подходит для этого идеально, потому что люди там изолированы в течение 9-10 месяцев, коллектив составляет 12-13 человек.

Во время 64-й зимовочной экспедиции сотрудник ИМБП РАН выполнял на станции обязанности врача-анестезиолога и одновременно проводил исследования, связанные с адаптацией: отслеживал физическое, психическое состояние коллектива и другие показатели. Эти исследования институт собирается продолжать и в будущем сезоне, в эту зимовку их специалист вновь поедет на Восток.

- В прошедшую экспедицию российские ученые дошли до Ледораздела «B», который был для исследователей «белым пятном». Какие данные уже удалось получить?

- Поход со станции Восток на Ледораздел «B» был совершен в рамках сезонной экспедиции. Дело в том, что во время последних бурений для проникновения в подледниковое озеро Восток, выяснилось, что в скважине находится прослойка древнего льда. Он интересен тем, что содержит информацию о климате, который был примерно 1-1,5 миллиона лет назад. Мы знаем, что ледник в районе станции Восток течет с Ледораздела «B», значит, самая толстая прослойка ненарушенного древнего льда находится именно там.

Наиболее точную информацию о климате прошлого дают ледяные керны Гренландии и Антарктиды. Чем больше мы будем знать об этом, тем больше сможем предсказать о климате будущего. Сейчас у нас есть ледяные керны возрастом 800 тысяч лет, может быть, до миллиона лет. Это то, что было получено при бурении на разных станциях.

В конце января на Ледораздел «B» был впервые совершен научный поход, дорога заняла двое суток в одну сторону и столько же в другую. Там ученые провели сутки, пробурили скважину глубиной 20 метров в снежно-фирновом слое, сделали шурф, взяли образцы. Предварительные результаты показали, что на этом участке снегонакопление на 10% больше, чем на станции Восток, где в год накапливается 6-7 сантиметров снега. Чтобы добраться до древнего льда, нужно бурить несколько километров, это серьезная задача отдаленного будущего.

Проект исследований Ледораздела «B» внесён в программу следующих 15 лет. Но сначала нужно построить новый зимовочный комплекс на станции Восток (планируется к 2024 году - ИФ), там начать бурение новой скважины, чтобы проникнуть в озеро Восток, а уже параллельно с этими работами можно что-то делать и на Ледоразделе «B». И для бурения на Ледоразделе, и для работ на озере Восток нужна новая буровая установка. Ее может сделать Горный институт, но для этого нужно финансирование.

- Сколько еще в Антарктиде таких неизученных участков, интересующих исследователей?

- В Антарктиде есть много мест, куда никто никогда не доходил, но там просто толстый-толстый слой льда. Бурить, конечно, можно в любом месте и какую-то информацию получишь. Существует американский проект быстрого бурения льда в Антарктиде в разных точках, чтобы отбирать пробы из коренного подлёдного рельефа. Есть пара-тройка мест, где вершины гор выходят на поверхность, и они не покрыты льдом. Они называются нунатаки. Такое место есть примерно в тысяче километров к северу от Оазиса Бангера, где находится наша сезонная база, еще есть нунатаки к северу от станции Прогресс в районе гор Принс-Чарльз, их посещали, может быть, один раз за всю историю исследований, а обнаружили с помощью самолета. Нормальных исследований этих участков не было, и это задача в первую очередь для геологов. Я знаю, что планы посещения таких мест у наших геологов есть.

- Антарктиду ежегодно посещает немало туристов, это влияет на материк?

- Туристы посещают Антарктиду в районе станции Новолазаревская, туда прилетают из Кейптауна; прилетают или приходят на туристических судах также из Австралии и Новой Зеландии в ближайшие к ним районы Антарктики, но больше всего туристов на острове Кинг-Джордж и соседних островах, куда прилетают самолеты из Чили и приходит много туристских судов из Чили и Аргентины. Пару лет назад Антарктиду за сезон посетили 80 тысяч туристов, из них около 50 тысяч как раз со стороны Южной Америки.

80 тысяч туристов – это, конечно, много, но, если говорить об их влиянии на Антарктиду, то самое сильное – это то, что они вытаптывают тропинки с растительностью. Гиды следят, чтобы не было контактов с животными – к ним нельзя подходить ближе, чем на 15 метров. Все это соблюдается. Естественно, никто не выбрасывает мусор, сходя с трапа самолета, моют обувь. Сильного антропогенного эффекта от туристов нет.

Прошлый туристической сезон завершился до введения карантинных мер из-за пандемии, а вот в этом сезоне туристов явно не будет, потому что в Южной Америке серьезная ситуация с коронавирусом. Но вряд ли их отсутствие в течение одного сезона сильно скажется на флоре и фауне.

- Фиксируют ли ученые изменения флоры в Антарктиде?

- Из флоры в Антарктиде в основном – мхи и лишайники, они всегда развиваются очень медленно. Самые сильные изменения происходят в районе антарктического полуострова. Несмотря на то, что в последние десять лет тренд на потепление сменился небольшим похолоданием, если брать 50 лет, то мы видим явное потепление, причем градуса на 2. В результате здесь начали развиваться сосудистые растения – трава. Она была в этих местах и раньше, но сейчас она захватывает все большие ареалы. В Антарктике, в северной части Антарктического полуострова и на островах два вида травы - Colobanthus quitensis и Deschampsia antarctica.

- Можно ли говорить об изменениях животного мира в Антарктиде?

- На острове Кинг-Джордж, где находятся семь станций разных государств, в том числе российская станция Беллинсгаузен, некоторое время назад появились комары. Это произошло в связи с человеческим фактором – там много туристов, к тому же там идеальные условия для комаров – ручьи, речки, летом плюс 3, зимой – минус 5, климат мягкий.

По инициативе Совета управляющих национальных антарктических программ (КОМНАП) было начато исследование и разработаны специальные ловушки для комаров, чтобы изучить проблему и дать рекомендации, как с ними бороться. Принято решение, что исследования будут проводиться на всех станциях.

На российской станции Беллинсгаузен комарами оказалось заражено одно из строений. Там проводится санитарная обработка всех помещений и щелей, мест, где могут гнездоваться комары. У нас этим вопросом занимался специалист из Зоологического института.

Такой проблемы раньше в Антарктиде не было. Для ученых это необычная научно-прикладная работа, проект по изучению этой ситуации стартовал только в этом сезоне, проблема еще решается.

- На полярной станции в Апатитах ученым удалось вырастить в теплицах арбузы и дыни. Возможно ли такое на станциях в Антарктиде?

- В Антарктиду нельзя завозить землю ни в каком виде, чтобы случайно не внести инвазивные виды. Поэтому выращивать в почве что-либо просто запрещено. Единственное, что можно делать, - это выращивать на гидропонике. В прошлом году на станции Восток как раз проводился эксперимент с выращиваем зелени – петрушки, кинзы, сельдерея - в фитотехническом комплексе, созданном Агрофизическим научно-исследовательским институтом. Это актуально для станции Восток, которая страдает без зелени, потому что 10 месяцев в году недостижима. Такой двухъярусный фитокомплекс, каждый ярус размером примерно 2 квадратных метра, установили в комнате: теперь и наблюдения для науки ведут, и получают добавку к столу – помидоры, сладкие перцы, укроп, петрушку и другую зелень.

- Пандемия коронавируса вынудила весь мир вводить ограничения. Действует ли карантин на станциях в Антарктиде, российские исследователи общаются с зарубежными станциями?

- В марте все станции в Антарктиде самоизолировались. Например, на острове Кинг-Джордж, где много станций, которые находятся рядом, карантин действует до сих пор. До карантина там всегда было тесное общение, сейчас контакты полностью прекращены, потому что туда летают самолеты чилийских военно-воздушных сил, уругвайские самолеты, и есть возможность занести коронавирус с континента. Сейчас все общаются только по радио.

У нас есть станция Прогресс, где соседи – китайцы и индусы, а также станция Новолазаревская, которая соседствует с индийской станцией. Проконсультировавшись с нашей медицинской группой, мы договорились, что после изоляции длиной в несколько месяцев вируса там уже быть не может, поэтому контакты допускаются. Условия: посещающие должны быть здоровы, измерять температуру до и после посещения. Что касается остальных станций, то Восток отрезана от всех, а Мирный тоже достаточно изолирована. Так что, в плане коронавируса у нас все здоровы, серьезных заболеваний ни у кого нет.

Ссылка: https://www.interfax-russia.ru/northwest/exclusives/nachalnik-rossiyskoy-antarkticheskoy-ekspedicii-aleksandr-klepikov-vliyanie-cheloveka-na-antarktidu-neveliko-no-komary-poyavilis

 

Печать

npj Climate and Atmospheric Science: Морской лёд и атмосферная циркуляция формируют обратную связь по градиенту в высоких широтах

Усиление антропогенного изменения климата в Арктике широко объясняется обратной связью альбедо морского льда с соответствующим увеличением поглощённой солнечной радиации, а также влиянием вертикальной структуры атмосферного потепления на уходящую длинноволновую радиацию Земли. Последняя градиентная обратная связь в высоких широтах является субъектом множества местных и удалённых воздействий, относительный вклад которых остаётся неустановленным. В данной работе отдельные элементы этой градиентной обратной связи в высоких широтах разделены на «верхний» и «нижний» вклады, возникающие выше и ниже характерной климатологической изоэнтропической поверхности, отделяющей нижнюю тропосферу высоких широт от остальной атмосферы. Этот подход проясняет, что положительная градиентная обратная связь в высоких широтах над полярными океанами возникает в первую очередь как реакция атмосферы на локальную потерю морского льда и ослабевает в субполярных широтах за счёт увеличения переноса атмосферной энергии в направлении полюсов. Локальное разделение градиентной обратной связи градиента в высоких широтах дополнительно показывает, что она и обратная связь по альбедо морского льда вместе доминируют в арктическом усилении как совокупный механизм, действующий в сезонном цикле.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-020-00146-7

Печать

Nature: Комплексная количественная оценка глобальных источников и стоков закиси азота

Закись азота N2O, как и двуокись углерода, представляет собой долгоживущий парниковый газ, накапливающийся в атмосфере. За последние 150 лет увеличение концентрации N2O в атмосфере способствовало истощению стратосферного озона и изменению климата, при этом текущие темпы роста оцениваются в 2% /десятилетие. Существующие национальные кадастры не дают полной картины выбросов N2O из-за отсутствия учёта в них естественных источников и ограничений в методологии атрибуции антропогенных источников. Авторы представляют глобальный кадастр N2O, включающий как природные, так и антропогенные источники, и учитывающий взаимодействие между ростом содержания азота и биохимическими процессами, контролирующими выбросы N2O. Использованы подходы «снизу вверх» (инвентаризация с последующей статистической экстраполяцией измеренных потоков над сушей и океаном) и «сверху вниз» (наилучшим образом согласующиеся с данными измерений модельные оценки с привлечением данных реанализа) для обеспечения всесторонней количественной оценки глобальных источников и стоков N2O в 21 естественном и антропогенном секторах в период 1980-2016 гг. В период с 2007 по 2016 гг. глобальные выбросы N2O составили 17,0 (минимальные – максимальные оценки: 12,2–23,5) Тг N в год («снизу вверх») и 16,9 (15,9–17,7) Тг N в год («сверху вниз»). Глобальные антропогенные выбросы, в которых преобладает эмиссия азота с пахотных земель, увеличились на 30% за последние четыре десятилетия до 7,3 (4,2–11,4) Тг N в год. Это увеличение было главным образом ответственным за рост содержания закиси азота в атмосфере. Результаты указывают на рост выбросов N2O в странах с развивающейся экономикой, особенно в Бразилии, Китае и Индии. Анализ модельных оценок выявляет возникающую обратную связь между N2O и климатом в результате роста атмосферной концентрации закиси азота. Недавний рост выбросов N2O превышает некоторые из самых высоких прогнозируемых сценариев выбросов, что подчеркивает безотлагательную необходимость сокращения выбросов N2O.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2780-0

Печать

EOS: Моделирование каскадных воздействий изменения климата на инфраструктуру

Новое исследование подчеркивает, как взаимозависимость между системами инфраструктуры, такими как дороги, может усложнить адаптацию к изменению климата.

В условиях, когда на Западе горят леса, на юго-востоке усиливаются ураганы, а уровень моря поднимается почти на всех побережьях, стало ясно, что Соединённые Штаты должны адаптировать свою инфраструктуру, чтобы справляться со всё более частыми и интенсивными климатическими потрясениями. Но адаптация осложняется тем фактом, что связи между различными системами инфраструктуры могут привести к каскадным сбоям.

Такие воздействия очевидны вдоль береговой линии, где средства защиты от повышения уровня моря в одном месте могут привести к ещё большему затоплению в другом месте вдоль побережья, а затопление основных дорог может нарушить движение транспорта далеко за пределами зоны затопления. Новое исследование рассматривает этот разрушительный каскадный сценарий в районе залива Сан-Франциско, где чиновники уже борются с повышением уровня моря.

Хаммел и др. (Hummel et al.) использовали модели прибрежных наводнений и движения транспорта для трёх округов в районе залива - Аламеда, Сан-Матео и Санта-Клара - чтобы выяснить, как решения по адаптации береговой линии могут привести к локальным и региональным изменениям транспортных потоков. Исследователи использовали Систему моделирования прибрежных штормов Геологической службы США для моделирования гидродинамических воздействий защитных сооружений береговой линии для каждого округа и смоделировали потенциальные воздействия дорожного движения на основе существующей дорожной инфраструктуры и существующих данных о пригородных поездках. Они также оценили, как решение одного округа защищать или не защищать свою береговую линию повлияет на задержки в поездках в других.

В большинстве случаев, когда один округ решал не защищать свою береговую линию, допуская затопление дорог, результатом был каскад задержек движения транспорта в других округах, вынуждающий пассажиров проводить на дорогах на 10,7% больше времени. С другой стороны, когда в одном округе предпринимались меры по защите своих берегов, в других увеличивалось количество затопляемых территорий и дорог, что также приводило к задержкам в пути, хотя масштабы гидродинамических воздействий не всегда соответствовали транспортным воздействиям. Когда береговая линия Санта-Клары была защищена в модельном расчёте, например, дороги в Сан-Матео, которые в противном случае не были бы затоплены, затопились, но это наводнение мало повлияло на время в пути. Но когда Аламеда защитил свою береговую линию и Санта-Клара затопило, время в пути увеличилось на 7,2%.

По словам авторов, результаты показывают сложность, присущую прогнозированию воздействий на взаимосвязанные системы инфраструктуры, и подчёркивают важность целостных и скоординированных стратегий для политиков, надеющихся адаптироваться к изменяющемуся климату.

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/modeling-the-cascading-infrastructure-impacts-of-climate-change

Печать