Дым от многочисленных лесных пожаров, горящих на Западе, сделал качество воздуха опасным для миллионов людей в Соединенных Штатах. И именно мельчайшие частицы аэрозоля в воздухе делают его особенно вредным для здоровья человека. Но в течение десятилетий мы не знали, как долго эти частицы действительно остаются в воздухе.

Новое исследование учёных из Университета штата Колорадо даёт возможность гораздо улучшить понимание этого процесса, что может помочь не только в прогнозировании качества воздуха, но и в моделировании глобального климата.

Частицы аэрозоля, будь то дым от лесных пожаров или выхлопные газы автомобилей, играют большую роль в том, сколько тепла поглощается или отражается атмосферой. Однако мы не совсем точно понимаем, как быстро эти крошечные частицы удаляются из воздуха, особенно в отсутствие влаги. Это обстоятельство существенно добавляет неопределённости и без того сложным климатическим моделям.

Дельфина Фармер (Delphine Farmer), доцент кафедры химии Колледжа естественных наук Университета штата Колорадо, знала, что пора внести улучшения.
Фармер и её коллеги недавно объявили, что они смогли определить в реальных условиях - от лесов до лугов - скорость, с которой эти важные частицы покидают атмосферу. Их результаты впервые были опубликованы 5 октября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Эта работа действительно подчёркивает важность и эффективность полевых измерений», - сказала Фармер. «Мы можем напрямую использовать наблюдения из полевых исследований, чтобы уменьшить неопределённости в климатических моделях и улучшить наше понимание процессов, связанных с климатом».

Сосредоточение внимания на неопределённости

Частицы аэрозоля удаляются из воздуха двумя основными способами. Первое и наиболее распространенное явление - «влажное» осаждение, когда происходит их удаление влагой в результате образования облаков, снега или дождя. Учёные довольно хорошо изучили его и знают, что на него приходится около 80% аэрозольного эффекта в атмосфере.

Но другое явление, «сухое» осаждение, гораздо более загадочно, хотя играет немаловажную роль в глобальном масштабе. Аэрозоли настолько малы (измеряются в нанометрах и микронах), что не оседают под действием силы тяжести. Они могут долго плыть в потоках воздуха. Однако как долго, оставалось под вопросом.

«После того как частица попадает в атмосферу, срок, в течение которого она находится в воздухе, зависит от этих процессов удаления», - сказала Фармер. Это очень важно, объяснила она, потому что «чем дольше частица находится в атмосфере, тем больше у неё возможностей путешествовать дальше, образовывать облака или влиять на здоровье человека. Поэтому знание особенностей процедуры удаления очень важно для прогнозирования концентраций частиц и их эффектов ".
Первые результаты теоретических расчётов 1970-х и 80-х годов и более грубые измерения, выполненные на гладких поверхностях около 2000 года, десятилетиями использовались в климатических моделях.

Именно здесь Фармер, которая сделала карьеру исследователя, отслеживая химические процессы в атмосфере с помощью приборов высокого разрешения, увидела возможность для улучшения.

Улучшенные климатические модели и здоровье человека

Фармер и её коллеги знали, что поверхность Земли и даже океана не всегда гладкая. Поэтому они хотели увидеть, что на самом деле происходит с этими частицами в реальном мире.

В частности, они изучили силы помимо силы тяжести, управляющие движением этих аэрозолей. «Что касается мелких, важных для климата и здоровья частиц, турбулентность атмосферы переносит их к поверхности, где они и задерживаются», - сказала Фармер.
И из-за этого у этих мелких частиц нет прямого пути к поверхности, особенно в сложной поверхностной среде, такой как лес. Фармер объяснила это тем, что у каждой микроскопической частицы аэрозоля свой собственный путь, «вроде американского воина ниндзя, где частица должна избегать столкновения с различными препятствиями, чтобы оставаться в атмосфере. И каждый путь разнится для частиц разного размера».

Чтобы увидеть, как частицы разного размера преодолевают полосу препятствий, исследователи применили аэрозольный спектрометр сверхвысокой чувствительности, в котором для подсчёта частиц используется лазер. Они установили измерительные станции в сосновом лесу в экспериментальном лесу Маниту в Колорадо и на лугах на Южных Великих равнинах в Оклахоме, чтобы собирать реальные данные об этих частицах, когда они в конечном итоге достигли поверхности.

«Мы измерили, насколько быстро различные частицы проходят свой путь», - пояснила Фармер. «Затем мы использовали эти измерения, чтобы выяснить, какая часть пути замедляет различные частицы».

Они обнаружили гораздо более узкий диапазон времен жизни этих важных частиц, чем предполагалось при более раннем моделировании. Фактически, старые прогнозы строились в предположении более быстрого удаления очень мелких частиц (менее 100 микрон) и более медленного более крупных частиц (более 400 микрон).
«Это означает, что мы могли недооценивать косвенный эффект аэрозоля в моделях», - сказала Фармер. «Хорошая новость состоит в том, что мы переоценивали неопределённость - теперь мы лучше знаем скорость потери частиц».

Новые результаты могут быть применены ко всем видам неровных поверхностей, от лесов до лугов и сельскохозяйственных угодий, даже до неспокойных морей.

Больше аэрозольных эффектов над сушей

Привнеся свои оценки в модели воздействия аэрозолей в глобальном масштабе, Фармер и её соавторы предсказывают, что на определённых территориях суши, в том числе в некоторых частях Северной Америки, Европы, Азии, Южной Америки, Австралии и к югу от Сахары, будет больший эффект аэрозоля, чем предполагалось ранее, и что аэрозольный эффект уменьшится над океанами.

«Оказывается, путь оседания частиц на поверхность очень важен для предсказания радиационных эффектов» и для того, как может выглядеть будущий климат, - сказала Фармер.
Новые данные также свидетельствуют о том, что мы недооценили количество наиболее вредных для здоровья человека, размером менее 2,5 нанометров (также известных как PM2,5) аэрозолей в воздухе, которые, например, являются наиболее опасной частью дыма лесных пожаров.

«Наша переоценка увеличивает поверхностные концентрации PM2,5 на 11% во всём мире и на 6,5% над сушей», - написали Фармер и её сотрудники в своей новой статье. Это важно знать, потому что «воздействие PM2,5 связано с респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями».

Эта работа также демонстрирует, насколько передовыми и эффективными становятся технологии полевых измерений.

«Для меня самым захватывающим аспектом этой работы является то, что мы можем проводить измерения в реальном мире над лесом и пастбищами и использовать их для непосредственного улучшения нашего понимания климатической системы», - сказала Фармер.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-10-climate-aerosol-field.html

Антарктический континент не нагревается последние семь десятилетий, несмотря на монотонный рост концентрации парниковых газов в атмосфере. В этой статье авторы исследовали, помогла ли высокая орография антарктического ледникового щита задержать потепление над континентом. С этой целью они сопоставили реакцию климата Антарктики на удвоение CO2 при современной и сглаженной орографии антарктического ледникового щита. Чтобы подтвердить свои выводы, авторы выполнили этот эксперимент с двумя разными климатическими моделями. Они обнаружили, что при более плоском антарктическом ледниковом щите удвоение CO2 вызывает более скрытый перенос тепла к антарктическому континенту, большую конвергенцию влаги над континентом и, как следствие, больший конденсационный нагрев поверхности. Большая конвергенция влаги над континентом становится возможной благодаря сглаживанию влажных изоэнтропических поверхностей, что уменьшает градиенты влажности вдоль траекторий, по которым преимущественно происходит внетропический перенос влаги к полюсу, тем самым позволяя большему количеству влаги достигать полярной области. Более того, полярная меридиональная ячейка исчезает, когда орография антарктического ледникового щита сглаживается, обеспечивая большую адвекцию тепла, вызванную парниковым эффектом СО2, к антарктическому континенту. Полученные результаты предполагают, что большая высота нынешнего антарктического ледникового щита играет важную роль в снижении восприимчивости антарктического континента к потеплению, вызванному выбросами CO2.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-020-00143-w

Прогнозы потенциально резкого повышения уровня моря в результате таяния ледяного покрова в Антарктиде были самыми разнообразными, но группа исследователей из Университета Рутгерса создала модель, позволяющую улучшить прогнозы и способную помочь лучше противостоять угрозам изменения климата.

Основным источником повышения уровня моря может стать таяние больших участков обширного антарктического ледяного покрова. Ископаемые коралловые рифы, выступающие над океанической поверхностью, свидетельствуют о том, что уровень моря был более чем на 20 футов выше примерно 125 000 лет назад, в тёплый период последнего (эмского) межледниковья.

«Свидетельства повышения уровня моря в тёплом климате в давние времена могут многое рассказать нам о том, как уровень моря может повыситься в будущем», - сказал ведущий автор Дэниел М. Гилфорд (Daniel M. Gilford), научный сотрудник лаборатории Роберта Э. Коппа (Robert E. Kopp), профессора кафедры наук о Земле и планетах Школы искусств и наук Университета Рутгерса в Нью-Брансуике и соавтора работы. «Эти данные свидетельствуют о том, что, поскольку изменение климата вызывает потепление в атмосфере и океанах, в будущем глобальное повышение уровня моря может оказаться значительным».

В статье, опубликованной в журнале Journal Geophysical Research: Earth Surface, исследуется, как данные палеоклимата, соответствующие эпохе примерно 125 000 лет назад, могут быть использованы для улучшения компьютерных модельных прогнозов обрушения антарктического ледяного покрова и повышения уровня моря. Такие данные становятся все более эффективными для улучшения прогнозов, обеспечивая ценную информацию об уязвимости ледяного покрова как минимум до 2150 года.

В исследовании используется сходство между прошлым и потенциальным будущим уровнями моря для обучения статистической модели ледяного покрова с использованием искусственного интеллекта. Быстрый, простой и менее дорогой «эмулятор» - разновидность программного обеспечения для машинного обучения - учат имитировать поведение сложной модели, которая фокусируется на физике ледяного покрова, что позволяет рассчитывать гораздо больше вариантов, чем можно было бы изучить с помощью одной сложной модели. Тем самым удаётся сократить затраты дорогостоящего времени работы сложной модели ледяного покрова, учитывающей такие явления, как трещины ледяного покрова из-за таяния поверхности и обрушения высоких прибрежных ледяных скал.

В исследовании отмечается: то, что может случиться с антарктическим ледниковым покровом по мере потепления климата, является самой большой неопределённостью при оценке глобального повышения уровня моря в этом столетии. В сочетании с данными об уровне моря в прошлом новая модель может улучшить качество прогнозов повышения уровня моря как минимум до 2150 года.

«Если большие участки антарктического ледяного покрова растаяли и рухнули около 125 000 лет назад, когда полярные регионы были теплее, чем сегодня, части ледяного покрова могут также разрушиться в будущем по мере потепления климата, и это повлияет на наши прогнозы подъёма уровня моря и затопления береговой линии в течение следующих 130 лет », - сказал Гилфорд.

Новые оценки уровня моря около 125000 лет назад могут быть использованы для определения вероятности того, что через 75 лет наводнение, подобное вызванному ураганом «Сэнди» (около 9 футов над уровнем земли в Нью-Йорке), будет происходить один раз в столетие или ежегодно вдоль части территории на северо-восточном побережье США. Улучшенные прогнозы также могут быть включены в готовящийся Шестой оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата, который, вероятно, поможет официальным и другим заинтересованным лицам решить, как бороться с угрозами изменения климата.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-10-sea-level-state-of-the-art.html

Последние данные Службы по изменению климата Copernicus (C3S, внедряемые Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды по поручению Европейской комиссии) показывают, что в этом году по-прежнему наблюдаются рекордные температуры. Каждый месяц 2020 года входит в четвёрку самых тёплых месяцев за рассматриваемый период: январь на 0,03°C теплее, чем любой предыдущий январь, а май на 0,05°C теплее любого предыдущего мая. Сейчас подтверждено, что сентябрь 2020 года - ещё один рекордный месяц для набора данных C3S.

Протяжённость морского льда в Арктике в сентябре также была значительной, занимая второе место среди наименьших в истории наблюдений как по суточной, так и по среднемесячной протяжённости.

В 2020 году сентябрь стал самым тёплым в мире за всю историю наблюдений.

В глобальном масштабе месяц был на 0,05°C теплее, чем в 2019 году, и на 0,08°C теплее, чем в 2016 году, которые ранее занимали первое и второе места среди самых тёплых сентябрей за всю историю наблюдений. Необычно высокие температуры были зарегистрированы у берегов северной Сибири, на Ближнем Востоке, а также в некоторых частях Южной Америки и Австралии.

Аномалия глобальной температуры с начала года показывает, что 2020 год находится на одном уровне с 2016 годом, пока самым тёплым за всю историю наблюдений. Кроме того, за тот же период 2020 год теплее 2019 года - второго самого тёплого года за всю историю наблюдений. В последние три месяца 2020 года климатические явления, такие как Ла-Нинья, и, вероятно, низкий уровень осеннего ледяного покрова Арктики, повлияют на то, станет ли год в целом самым тёплым за всю историю наблюдений.

Сибирь - регион, испытывающий в этом году особенно экстремальные температуры. Зима и весна были необычно тёплыми, например, в мае температура была на 10°C выше, чем обычно. Эти исключительно высокие температуры сохранялись в течение всего лета, при этом средняя температура июня для всей арктической Сибири оказалась более чем на 5°C выше средней за 1981–2010 гг., а рекордная суточная максимальная температура достигала 38°C.

Самый тёплый сентябрь в Европе за всю историю наблюдений

Средние температуры сентября также достигли рекордно высокого уровня для Европы, примерно на 0,2°C выше, чем в предыдущем самом тёплом сентябре 2018 года. На большей части континента, особенно в юго-восточных районах, в течение месяца наблюдались температуры выше средних. Однако, как видно из временных рядов выше, аналогичные значения также регистрировались несколько раз за последние два десятилетия и больше не считаются необычными.

Протяжённость морского льда снижается до второго самого низкого значения за всю историю наблюдений

Протяжённость морского льда в Арктике в сентябре была второй среди наименьших по величине за всю историю наблюдений как по суточной, так и по среднемесячной протяжённости.

Однако это не является полной неожиданностью, поскольку протяжённость морского льда сокращается в течение нескольких десятилетий, а сентябрь – месяц с самыми низкими значениями за год. Кроме того, сибирская Арктика продолжала оставаться аномально тёплой в течение 2020 года, причём погодные условия, определявшие потепление над Сибирью, также привели к сокращению морского ледяного покрова дальше на север.

Хотя существует общая тенденция к исчезновению морского льда, которая вызвана глобальным потеплением и, в свою очередь, способствует ему, связь не является однозначной. Поскольку морской лёд находится на границе между океаном и атмосферой, на него влияют не только приземные температуры воздуха, но также приземные ветры и океанские течения. Кроме того, сокращение летнего морского ледяного покрова позволяет большему количеству солнечной радиации согревать воду в верхнем слое Северного Ледовитого океана, поэтому морской лёд начинает таять снизу в конце сезона.

Это означает, что нет прямой корреляции между распределением и значением глобальных температур и протяжённостью арктического морского льда за конкретный месяц. Например, 2012 год - это год с самой низкой минимальной протяжённостью морского льда за всю историю наблюдений. В то время это был второй самый тёплый сентябрь за всю историю наблюдений, но сейчас этот месяц занимает лишь десятое место среди самых тёплых, оказавшись на 0,3°C холоднее, чем сентябрь 2020 года. Однако в 2012 году сильный арктический шторм в начале августа порвал и без того тонкий морской лёд на мелкие куски. Это сделало его более подверженным таянию или удалению из региона, что в свою очередь, вероятно, способствовало рекордному минимуму.

Чтобы узнать больше о тенденциях изменения состояния морского льда, посетите Индикатор морского льда, входящий в ежегодный отчёт о состоянии климата в Европе.

Если набор данных Copernicus в настоящее время начинается только в 1979 году, как можно назвать климатические переменные рекордными?

Набор данных реанализа ERA5, который используется для мониторинга температуры приземного воздуха, начинается с 1979 года, поэтому заявления, сделанные в отношении «самого тёплого месяца за всю историю наблюдений», например, относятся к периоду с 1979 года. Однако, учитывая глобальную тенденцию к повышению температуры приземного воздуха, большинство этих утверждений о тёплых месяцах и годах, скорее всего, будут справедливыми для всей индустриальной эпохи, особенно для глобальных средних и годовых европейских показателей.

Это предположение основано на исследовании значений C3S до и после 1979 г., полученных с помощью хорошо зарекомендовавших себя традиционных наборов данных (основанных только на данных на местах), дополненных оценками, сделанными другими агентствами, о том, что температура за период 1720–1800 гг. была ниже, чем во второй половине XIX века.

Это не относится к рекордам холода, так как многие из них имели место раннее 1979 года.

Следующий дополнительный график иллюстрирует это как для глобальных, так и для европейских средних значений, начиная с 1900 года.

Ссылка: https://climate.copernicus.eu/september-record-breaking-warm-temperatures-low-sea-ice

Ряд важных оценок экономических издержек изменения климата основывается только на результатах небольшого числа совместных моделей климата и экономики. Центральной особенностью этих оценок является учёт экономической стоимости эпистемической неопределённости - части неопределённости, проистекающей из нашей неспособности точно оценить ключевые параметры модели, такие как равновесная чувствительность климата. Однако эти модели не учитывают стоимость случайной неопределённости - неснижаемой неопределённости, которая остаётся, даже если истинные значения параметров известны. Авторы показывают, как объяснить этот второй источник неопределённости физически обоснованным и легко поддающимся обработке способом, и демонстрируют, что даже скромная изменчивость подразумевает неучтённые ранее экономические убытки в триллионы долларов.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-020-18797-8

Исследователь из Университета штата Флорида - член группы, обнаружившей, что различные прогнозы тенденций глобального потепления, выдвинутые учёными, занимающимися изменением климата, могут быть объяснены различием в модельных оценках в отношении потери льда и водяного пара в атмосфере.

По словам профессора метеорологии Университета штата Флорида Минг Кай (Ming Cai), одного из авторов исследования, опубликованного в Nature Communications, эта работа поможет климатологам согласовать различные модели для повышения их точности.

Климатологи согласны с тем, что температура поверхности Земли повышается, но детали того, где именно и насколько, менее ясны. Сценарий наихудшего изменения климата (известный как RCP8.5) предсказал вероятное повышение средней глобальной температуры примерно на 2,6–4,8 градуса по Цельсию к 2100 году.

«Эта неопределённость ограничивает нашу способность предвидеть серьёзность воздействия глобального потепления на природу и человеческую цивилизацию», - сказал Цай. «Чем больше у нас информации о последствиях изменения климата во всем мире, тем лучше мы будем подготовлены».

Разница в этих выводах будет означать разницу между повышением уровня моря, например, на полметра и почти на один метр.

Поскольку учёные всего мира изучали климат, они разработали свои собственные модели. Хотя основные компоненты этих климатических моделей основаны на одних и тех же общих физических принципах, таких как сохранение энергии и массы, они всё ещё отличаются друг от друга во многих деталях, что приводит к разбросу выводов о будущей среднеглобальной температуре.

«Как лучше всего представить эти детали в климатической модели?» - спрашивает Цай. «Это то, над чем климатология всё ещё работает. Модель попадает в «творческую» часть науки».

Исследователи проанализировали изменчивость среди 25 климатических моделей, участвовавших в Межправительственной группе экспертов ООН по изменению климата. Они обнаружили, что климатические модели, предсказывавшие более высокие средние температуры поверхности Земли в целом, также дали результаты, которые показали большую потерю полярного льда и большее количество водяного пара в атмосфере.

«Мы обнаружили, что эти два фактора объясняют почти 99 процентов различий в прогнозах среднего глобального потепления между этими 25 климатическими моделями», - сказал Цай. «Наши результаты показывают, что изменчивость между климатическими моделями может быть значительно уменьшена за счёт уменьшения неопределённости в моделях, имитирующих обратную связь альбедо льда и водяного пара».

Исследование также показало, что облачный покров менее важен, чем думали учёные, для объяснения различий между моделями.

Эти модели являются инструментами для прогнозирования таких характеристик, как повышение уровня моря, риск наводнений, жизнеспособность сельскохозяйственных культур и диких животных и др.

«Знание о том, что полярный лёд и водяной пар в атмосфере являются наиболее важными факторами изменчивости в различных климатических моделях, поможет климатологам ещё больше усовершенствовать эти модели», - сказал Цай.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-10-polar-ice-atmospheric-vapor-biggest.html

Озоновая дыра, ежегодно возникающая над Антарктикой, оказалась в этом году одной из самых больших и глубоких за последние годы. Анализ показывает, что дыра уже достигла максимального размера.

Озоновая дыра 2020 года быстро росла с середины августа и достигла пика в 24 миллиона квадратных километров в начале октября. Сейчас он покрывает 23 миллиона км2, что выше среднего показателя за последнее десятилетие и распространяется на большую часть Антарктического континента.

Программа ВМО Global Atmosphere Watch тесно сотрудничает со Службой мониторинга атмосферы Copernicus, NASA, Environment and Climate Change Canada и другими партнёрами в целях мониторинга озонового слоя Земли, защищающего нас от вредных ультрафиолетовых солнечных лучей.

Ozone Watch НАСА сообщает о самом низком значении в 95 единиц Добсона, зафиксированном 1 октября. Учёные наблюдают признаки того, что озоновая дыра 2020 года, похоже, достигла своего максимального размера.

«Параметры озоновой дыры сильно различаются от года к году. Озоновая дыра 2020 года похожа на дыру 2018 года, которая также была довольно большой, и определённо находится среди наибольших за последние пятнадцать лет или около того», - заявил в пресс-релизе Винсент-Анри Пойш (Vincent-Henri Peuch), директор службы мониторинга атмосферы Copernicus ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts).

«С возвращением солнечного света на Южном полюсе в последние недели мы наблюдали продолжающееся истощение озонового слоя в этом районе. После необычайно маленькой и кратковременной озоновой дыры в 2019 году, вызванной особыми метеорологическими условиями, в этом году мы снова регистрируем довольно большую, что подтверждает необходимость продолжения соблюдения Монреальского протокола, запрещающего выбросы озоноразрушающих химикатов”.

Монреальский протокол запрещает выбросы химикатов, разрушающих озоновый слой. После запрета на галокарбоны озоновый слой медленно восстанавливается; данные чётко показывают тенденцию к уменьшению площади озоновой дыры.

В последней выпуске WMO /UN Environment Programme Scientific Assessment of Ozone Depletion, опубликованном в 2018 г., сделан вывод о том, что озоновый слой находится на пути восстановления и потенциального возвращения содержания озона над Антарктикой к уровням до 1980 г. следует ожидать к 2060 г.

Большая озоновая дыра в 2020 году была вызвана сильным, стабильным и холодным полярным вихрем, постоянно поддерживавшим низкую температуру озонового слоя над Антарктидой.

Истощение озонового слоя напрямую связано с температурой в стратосфере - слое атмосферы на высотах от 10 до 50 км. Оно связано с тем, что полярные стратосферные облака, играющие важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78°C.

Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, способные превращать пассивные соединения в реактивные, при появлении солнечного света быстро разрушающие молекулы озона. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра видна только в конце зимы / начале весны.

По наблюдениям, концентрация стратосферного озона снизилась до почти нулевых значений над Антарктидой на высоте около 20-25 км (50-100 гПа), при этом глубина озонового слоя опустилась чуть ниже 100 единиц Добсона, это примерно треть от его характерного значения вне озоновой дыры.

В течение весеннего сезона в Южном полушарии (август - октябрь) озоновая дыра над Антарктикой увеличивается в размерах, достигая максимума между серединой сентября и серединой октября. Когда высокие температуры в атмосфере (стратосфере) начинают расти в конце весны в Южном полушарии, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, и к концу декабря содержание озона возвращается к норме.

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/2020-antarctic-ozone-hole-large-and-deep

Согласно недавнему исследованию Университета Сантьяго-де-Чили, 2020 год станет самым жарким на Антарктическом полуострове за последние три десятилетия.

По данным исследователей на базе Фрей чилийских ВВС на острове Кинг-Джордж, в период с января по август температура на полуострове, являющемся самой северной частью материковой Антарктиды, достигала от 2 до 3 градусов Цельсия,

Эти температуры «более чем на 2 градуса Цельсия выше обычных для этих сезонов значений», - указал климатолог Рауль Кордеро (Raul Cordero) в заявлении, опубликованном Чилийским антарктическим институтом (INACH).

«На самой северной оконечности Антарктического полуострова средняя максимальная температура до сих пор в этом году была выше 0 градусов. Такого не было в течение 31 года», - добавил Кордеро.

Кордеро назвал этот факт «тревожным», поскольку он может указывать на возобновление быстрого темпа потепления океана, наблюдавшегося в этом районе в конце ХХ века.

Однако высокие зимние температуры в Южном полушарии контрастируют с температурами, зарегистрированными в период с августа по сентябрь, достигавшими -16,8 градусов Цельсия, самого низкого уровня с 1970 года.

Антарктический полуостров - самая северная часть Антарктиды, где расположены научные и военные базы нескольких стран, включая Аргентину, Чили и Великобританию.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-10-antarctic-peninsula-warmest-decades.html

МОСКВА, 5 окт — РИА Новости. Росгидромет предложил отраслям экономики, социальной сферы и регионам России помощь в разработке сценариев адаптации к изменениям климата.

Климатический мониторинг и модели высокого пространственного разрешения, эффективный анализ текущего климата и сценариев его изменения в будущем, оценка последствий – такие научные решения предложили эксперты службы в докладе о разработке стратегий адаптации к изменениям климата.

Без науки не получится

Планируя долгосрочные инвестиционные проекты в различных отраслях экономики, формируя программу развития региона, власти придают большое значение пользе вложений, которую в результате получат жители или промышленность. Но не всегда должное внимание уделяется изменению климата, который, по мнению экспертов Росгидромета, неизбежно влияет на реализацию любых длительных мероприятий.

К сожалению, реализуемые программы развития большинства секторов экономики не содержат мер адаптации к климатическим изменениям. Однако если не учитывать подобные факторы, то результаты могут оказаться неожиданными. Поэтому в прошлом году был утвержден национальный план мероприятий адаптации к подобным изменениям: до 2022 года все субъекты РФ обязаны определить первые экономические и социальные сценарии. И Росгидромет выразил готовность поддержать отрасли и регионы весомой научно-технической базой и опытом в изучении климата и его изменений.

Очевидно, что создать универсальный детальный план адаптации для всей России крайне сложно: климатические условия арктической зоны и черноморского побережья принципиально различаются. Тем не менее всем будущим сценариям присущи общие черты и подходы, которые регионам может предложить гидрометеорологическая служба – накопленный за многие десятилетия опыт наблюдений, высокоточная техника, кадровый ресурс и научные знания, которые позволяют прогнозировать изменения климата и их воздействия на экономику, окружающую среду и население.

"Изменения климата сопряжены с разнообразными рисками и многочисленными негативными последствиями, но было бы очень неправильно не использовать и некоторые новые возможности, которые возникают при его изменении. Но воспользоваться ими, как и снизить риски, можно только привлекая науку и имея достоверную, качественную информацию о текущих и ожидаемых изменениях. Без этого адаптационные усилия, в том числе инвестиционные, вряд ли окажутся эффективными", – прокомментировал роль гидрометеорологической службы в части адаптации к изменениям климата директор Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова Росгидромета Владимир Катцов.

Адаптация – дело каждого

Говоря о будущих изменениях климата, Росгидромет подчеркивает, что тема актуальна и несомненно повлияет на развитие разных областей экономики и социальной сферы страны. И регионам очень важно понять свои особенности, учесть предлагаемую информацию и разработать подходящие меры адаптации к текущим и ожидаемым изменениям. Только в таком случае, по словам Катцова, будет обеспечена эффективная адаптация.

"Готовиться ко всему сразу невозможно и экономически бессмысленно, но если вы знаете какие-то тенденции – что происходит и что ожидается, что существенно, а что нет, – то вы можете более рационально использовать имеющиеся средства для адаптации", – подчеркнул специалист.

При этом гидрометеорологическая служба может помочь отрасли или региону с разработкой плана адаптации в научно-методической части. Но помимо общих тенденций изменения климата у каждой территории России есть специфические особенности. Это могут быть уязвимые объекты инфраструктуры, разнообразная промышленность, особенности водного, лесного, сельского хозяйств и многие другие. Росгидромет предоставляет анализ данных и прогнозы, а регион их может использовать уже для воплощения индивидуального плана адаптации. То же самое относится к любой отрасли экономики.

"Адаптация – сложный, комплексный вид деятельности, в котором много кто задействован. Росгидромет – лишь один из партнеров, хоть и ключевой. И, например, когда какая-нибудь отрасль экономики, скажем строительная, транспортная или энергетическая, разрабатывают свои адаптационные стратегии, они, конечно, должны учитывать информацию Росгидромета о меняющемся климате в отраслевых нормах и правилах и в целом ряде специальных мер, которые находятся уже вне пределов компетенции Росгидромета", – пояснил Владимир Катцов.

Однако если до недавнего времени будущие региональные изменения климата и их последствия оценивались приблизительно, то сейчас Росгидромет может предоставить подробную количественную оценку. Для этого в последние годы используются физико-математические модели с высоким пространственным разрешением по всей территории страны. Это даст возможность регионам использовать прогнозы с более точным учетом региональный особенностей и отраслевой специфики.

Что посеешь, то и пожнешь

В качестве примера эксперты предлагают развитие климатических событий в зернопроизводящих регионах России. Они дают оценку того того, как новые условия в XXI веке могут повлиять на урожайность зерна.
Так, в Центральном, Приволжского и Южном федеральных округах эксперты ожидают рост температуры: потепления зимой, увеличения осадков весной и их снижения летом. Как следствие — риска частых засух и дефицит влаги.

В данном случае Росгидромет рекомендует регионам обратить внимание на экономное расходование водных ресурсов. Например, необходимо внедрять влагосберегающие технологии, такие как снегозадержание, уменьшение непродуктивного испарения, ультраранние сроки сева и так далее. Кроме того, служба советует расширять орошаемое земледелие и посевы более засухоустойчивых культур – кукурузы, подсолнечника и проса, а также озимых культур, таких как пшеница и ячмень.

Изменения к лучшему?

Однако адаптироваться можно не только к плохому. Так, изменение климата в арктической зоне открывают отдельные позитивные возможности для этого региона, который с точки зрения развития национальной экономики представляет стратегический интерес.

Это связано не только с потенциалом месторождений арктического шельфа, но также и с возрастанием значимости Северного морского пути. Кратчайший путь между европейской частью России и Дальним Востоком, а также между Европой и Азией проходит через северные воды России. Благодаря продолжающемуся таянию морских льдов в Арктике этот путь, как предполагают ученые, станет еще более экономически рентабельным и быстрым.

"Вообще деятельность человека в Северном Ледовитом океане оживляется в связи с тем, что там смягчаются климатические условия: отступает лед, становится теплее. Хотя это по-прежнему регион с очень суровым климатом, и всякая деятельность – от экономической до туристической – требует, конечно, определенных мер адаптации как бы к новой, лучшей ситуации, в том числе обеспечения безопасности", – отметил специалист.

Однако не стоит забывать, что активность человека в Арктике является очень серьезной дополнительной угрозой для хрупких арктических экосистем – ведь Арктика относится к числу самых уязвимых к изменению климата регионов планеты. Поэтому в качестве адаптации эксперты также указывают на необходимость ужесточения мер предосторожности при транспортировке грузов, развитии инфраструктуры, освоении месторождений и любой другой деятельности в этом регионе.

Ссылка: https://ria.ru/20201005/rosgidromet-1578116457.html

Недавно в ЧС-ИНФО академик Александр Асеев поднял тему, связанную с проблемой таяния многолетнемерзлых пород, в народе называемой вечной мерзлотой. По его утверждению, катастрофа, произошедшая этим летом на предприятии «Норникеля», — это следствие. А причиной является нежелание бизнесменов-олигархов использовать при сооружении технических объектов разработок отечественных ученых, которые уже доказали свою эффективность на Крайнем Севере

Сегодня мы продолжаем эту тему. Своим мнением, касающимся не только ситуации на «Норникеле», но и в целом таяния вечной мерзлоты, поделился директор Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН из Якутии Михаил Железняк.

— Михаил Николаевич, некоторые ваши коллеги-ученые говорят, что катастрофа «Норникеля» — это только начало. Мол, уже полстраны под угрозой из-за таяния многолетней мерзлоты. Получается, что Россия находится в очень уязвимом положении? Так ли это?

— На территории России многолетнемерзлые породы сплошного и прерывистого распространения занимают примерно 60 процентов. Конечно, это значительная площадь. Однако многолетнемерзлые породы отличаются друг от друга своим составом, свойствами, залеганием, генезисом, то есть в одних породах содержание льда значительно в процентном отношении, в других этого льда очень мало либо вообще нет. А деформациям в криолитозоне, в большинстве случаев, подвергаются те инженерные сооружения, в грунтах основания которых находится лед. Поэтому говорить о том, что половина России находится под угрозой из-за таяния вечной мерзлоты, вообще несерьезно.

Тем не менее, такая опасность существует, и она связана с изменением климата в сторону потепления, что ведет к интенсивному таянию, как мы говорим, криогенной толщи. Между тем эта криогенная толща везде различная. Поэтому где-то таяние мерзлоты идет интенсивно, где-то — медленнее. Этот процесс, помимо льдонасыщенности горных пород, связан также с условиями теплообмена на поверхности атмосфера—горные породы.

Что касается конкретно Норильска. Там, на значительной части территории, особенно в долинах рек, на пойменных террасах развит ледовый комплекс, который таит в себе определенные опасности. Возможно, это обстоятельство и сыграло свою роковую роль, но в большей степени — опосредованно. Основной причиной аварии, на мой взгляд, явились материалы и условия эксплуатации несущих конструкций. Что это значит? По проектному решению свайный фундамент должен опираться на скальные горные породы. Поэтому там должны быть установлены сваи-стойки, которые опираются на горную породу (скальное основание). Это по проекту. Если же там использовались висячие сваи — это уже другой разговор. В процессе жизнедеятельности этого объекта в грунтовом основании его фундамента сформировались таликовые зоны, или, иначе,надмерзлотные воды, которые оказали негативное влияние на состояние грунта. Кроме того, отсутствие условий «проветриваемого подполья» также оказало свое воздействие на прочностные характеристики несущих конструкций и материала самой емкости. То есть, если сказать коротко, основной причиной стал целый комплекс факторов, а не таяние вечной мерзлоты.

— Северные регионы страны в последние полвека превратились из некогда необжитых в регионы с развитой промышленностью: там выросли гиганты индустрии — нефтедобывающие предприятия, горно-добывающие, металлургические, нефтехимические заводы. На карте появились десятки крупных и малых городов с объектами энергетики, железнодорожными коммуникациями, тысячекилометровыми газо- и нефтепроводами. И все это находится на вечной мерзлоте. Что делать, если и дальше процесс ее таяния продолжится?

— Кричать «караул!» пока не стоит. Но уделить этому пристальное внимание именно сейчас просто необходимо. Повторюсь: территория нашей страны имеет многолетнемерзлые породы различного залегания и распространения с различным содержанием льда, в том числе — очень незначительным. Поэтому изменение теплового состояния в глобальном ракурсе может привести к катастрофическим изменениям в области распространения пород с ледовым комплексом. А вот что касается некоторых регионов, то здесь есть вопросы. К примеру, возьмем город Якутск, который весь стоит на сваях. Сегодня здесь больше проблем с устойчивостью инженерных сооружений, которые связаны в значительной степени с условиями их эксплуатации, нежели с таянием вечной мерзлоты. Кстати, большинство инженерных сооружений, построенных на свайных фундаментах с проветриваемыми подпольями и где ведется контроль состояния термовлажностного режима грунтов и проветриваемых подполий, проблем не испытывают. Но такой контроль, к сожалению, ведется не везде.
Что же касается южных областей, где развита островная и прерывистая мерзлота с температурой, близкой к 0°С(например, Забайкалье, Амурская область),там эта проблема существует, поскольку на этой территории действительно идет процесс деградации мерзлоты, причем интенсивно. В некоторых микрорайонах города Читы даже наблюдаются интенсивные просадки грунта и деформация инженерных сооружений.

— Экологи тоже бьют тревогу. Таяние вечной мерзлоты приводит к вскрытию скотомогильников, которые содержат различные болезнетворные микробы, в том числе — сибирскую язву, и которых, говорят, в северных регионах очень много.

— Да, эта проблема существует, и это — факт. По моему мнению, уже сегодня на государственном уровне необходимо принять превентивные меры по обнаружению и разработке специальных мероприятий по предотвращению нежелательных последствий.

— Ученые-криологи заявляют, что глобальное потепление уже вышло из-под контроля, что, мол, необратимые климатические изменения угрожают планете. Вы согласны с этим утверждением?

— Что значит — вышла из-под контроля? Ну, в большинстве случаев этого контроля просто нет. Что касается изменений климата, таяния ледников — это есть, и мы это видим и ощущаем. Природные изменения, иногда катастрофического характера, связанные с этими явлениями, присутствуют. Только природные катастрофы, насколько я помню, были и в 1960-х годах, когда не было значительного потепления. На территориях жизнедеятельности человека аварии и катастрофы вызваны в большей степени деятельностью человека, а также нежеланием контролировать состояние среды и инженерных сооружений в процессе их существования. Климатические изменения в этом процессе занимают незначительную долю. Мы с вами строим инженерные сооружения, при этом должны проектировать и понимать, что они будут функционировать определенное количество — 50—70—100 лет. Чтобы не было проблем в будущем, необходимо делать прогноз, в том числе — используя критические сценарии, благо, их больше, чем прагматических. К сожалению, сегодня этот важный момент практически не берется во внимание в проектных решениях, а если и берется, то чисто формально. Это ставит проблему жизнедеятельности и жизнеобеспечения в районах с распространением мерзлоты на первое место. Поэтому ей нужно уделять серьезное внимание.

— Известный ученый-мерзлотовед академик Владимир Павлович Мельников утверждает, что криогенные ресурсы при грамотном к ним отношении являются нашими первыми союзниками. Как понимать эти слова?

— Владимир Павлович совершенно прав, и я поддерживаю его точку зрения. Еще совсем недавно по историческим меркам — в 50-е — 60-е годы прошлого века считали, в том числе, и мерзлотоведы, что с мерзлотой нужно бороться. Сегодня нужно менять эту парадигму. На мерзлоте нужно научиться жить. И люди учатся. Криогенные ресурсы сейчас используются очень широко. К примеру, в нашем Институте мерзлотоведения в Якутске есть криохранилище семян растений, где на глубине 12 метров поддерживается температура минус 10 градусов, что дает возможность без всяких энергетических затрат хранить любые семенные фонды. У нас также есть инженерные сооружения, которые используют теплоту фазовых переходов жидкости и без всякого отопления функционируют в течение всей зимы. И таких фактов очень много.

— Наука о Севере не стоит на месте. Можно ли ожидать в ближайшее время каких-то прорывных промышленных технологий, которые могли бы не только остановить, но хотя бы притормозить процесс таяния вечной мерзлоты?

— Зачем ожидать, они давно существуют. Приостановить процесс таяния вечной мерзлоты возможно, но пока только на ограниченных участках. Например, при строительстве фундаментов промышленных или жилых объектов, устройстве дорог и других инженерных сооружений. Здесь применяются различные охлаждающие системы, которые позволяют понижать и поддерживать определенную температуру грунтов. Эти технологии – термостабилизаторы — широко используются в Западной Сибири, немного меньше — в Восточной Сибири. Но, опять-таки, повторюсь: нужен контроль при проектировании и строительстве инженерных сооружений. Необходимо адекватное представление о состоянии грунтов, их тепловых режимах.

— Расскажите, как работает эта технология.

— Принцип работы очень простой. Скажем, во время строительства на вечной мерзлоте крупных объектов промышленности или жилых домов в их основание монтируется система «труба в трубе» разного диаметра, которая заполняется охладителем, скажем, керосином, аммиаком и другими. Жидкость, охлаждаясь в зимнее время, опускается вниз и вытесняет более теплую, запуская, таким образом, циркуляцию. Это, по существу, перенос естественного холода в основание фундамента, чтобы поддерживать грунты в мерзлом состоянии и делать сооружение более устойчивым.

— Михаил Николаевич, расскажите, пожалуйста, создает ли ваш институт собственные эксклюзивные разработки для борьбы с деградацией вечной мерзлоты?

— Да, безусловно, создает. Есть инновационные разработки, есть также и патенты, но их не так много, как хотелось бы. К примеру, то же криохранилище семян, которое я уже упомянул. Это наше ноу-хау. Мы также являемся авторами нескольких типов теплоизоляционных покрытий. Наши ученые и инженеры разработали оригинальную технологию замораживания льда на катках под куполом, которые не требуют больших затрат энергии и повышают комфортность.

— Сотрудничает ли ваш институт с коллегами из-за рубежа?

— Естественно. У нас налажены партнерские отношения с рядом стран. В том числе, с Германией, КНР, Францией, США.

— Одно дело — теоретическое обоснование проблемы, другое — внедрение. Как с этим обстоят дела?

— Любые теоретические решения требуют практического подтверждения, или, как мы говорим, реанализа. Этот момент нас немножко задерживает, потому что использование наших наработок на каких-то инженерных сооружениях требует очень много разрешительных документов, кроме этого — нужны экспериментальные площадки, оборудование.

— А специалистов хватает?

— В вузах России специализированных кафедр всего четыре. Специалистов, знающих мерзлотоведение, не хватает. Даже из этого малого количества выпускников большинство не идут работать по специальности. К тому же, знания, которые они получают в вузах, не всегда отвечают реальным требованиям.

— Михаил Николаевич, я ожидал, что вы нарисуете настоящую апокалиптическую картину по состоянию вечной мерзлоты, но вы представили все в более оптимистическом ключе.

— Я говорю оптимистично потому, что сегодня проблема таяния вечной мерзлоты не стоит так остро, это не катастрофа для нашей жизни, но именно сегодня. Однако то, что к ней нужно прислушиваться и активно включаться в процесс изучения и принимать упреждающие действия — не подлежит сомнению. Необходимо контролировать ситуацию и понимать, где и как мы строим. Инженеры-мерзлотоведы в настоящее время эту проблему решать могут. Однако многое не делается. Это большой вопрос.

— И кому он адресован?

— Руководителям нашего государства. Тем, кто сегодня решает строить и жить на вечной мерзлоте. И он, этот вопрос, начинается с инженерно-геологических изысканий под объекты строительства. Если они выполнены качественно, то можно не опасаться, что дом ли, завод ли ни при каких обстоятельствах, связанных с изменениями климата или таянием вечной мерзлоты, не попадет в аварийную ситуацию.

Вопросы в исследовании и изучении мерзлых пород колоссальные, и, как ни печально, с каждым годом их число увеличивается. Скажем, для того чтобы дать теоретическое обоснование особенностей распространения, характера, динамики грунтов, нам нужно работать на этих объектах. Но поскольку многие объекты, на которых мы вели наблюдения десятки лет, сегодня стали частной собственностью, мы на них не имеем доступа, а, значит, и не можем получить информацию и дать оценку происходящим изменениям. Потому что любая инженерно-геологическая и геокриологическая информация является достоянием и секретом той или иной компании. Вот это самая большая проблема. Взаимодействие с владельцами очень сильно затруднено. Еще одна серьезная проблема, о которой не могу не сказать, — это нехватка финансов на приобретение современной техники и оборудования. Мы выживаем и развиваемся благодаря сложно получаемым государственным грантам, хоздоговорам, но этого слишком мало, чтобы решать возникающие проблемы оперативно и качественно.

Ссылка: https://4s-info.ru/2020/10/02/proizojdet-li-katastrofa-iz-za-tayaniya-vechnoj-merzloty/