Метод мониторинга на основе искусственного интеллекта может раскрыть данные, способные улучшить безопасность судоходства и прогнозы климата.

С тех пор, как спутники впервые измерили арктический морской лёд в 1980-х годах, учёные заметили резкое уменьшение его площади из-за глобального потепления. Тенденция ясна: площадь летнего арктического морского льда в настоящее время уменьшается со скоростью 13% за десятилетие, но картина того, насколько сокращается морской ледяной покров, не является полной.

До сих пор спутники могли измерять толщину арктического морского льда только в период с октября по апрель. Причина в том, что летом бассейны с талой водой, образующиеся на поверхности льда, сбивают спутники с толку — они не могут отличить океан от талого бассейна.

Но ситуация с этим недостатком изменилась недавно, когда исследователи сообщили, что нашли способ обойти проблему, обучив искусственный интеллект различать океан и растаявший лёд. Их новый метод, техника машинного обучения, описанная в журнале Nature, может повысить безопасность судоходства, а также прогнозы того, когда в Арктике наступит первое лето безо льда.

Новый метод на основе искусственного интеллекта

Учёные традиционно оценивают толщину морского льда летом с помощью буёв и специально оборудованных самолётов. Однако спутниковые измерения гораздо более точны и целостны.

Джек Лэнди (Jack Landy), адъюнкт-профессор наблюдения Земли в Университете Тромсё — Арктическом университете Норвегии, руководил новым исследованием. «Это был проект с высокой степенью риска», — сказал Лэнди, работавший над проектом в течение 5 лет. «Иногда мы не знали, возможно ли это».

Лэнди и его команда применили метод машинного обучения к спутниковым данным миссии CryoSat-2 Европейского космического агентства. Они также построили модель спутниковой радиолокационной системы, чтобы проверить, точно ли CryoSat-2 измеряет толщину льда. Модель позволит им вносить коррективы в случае необходимости.

Трудная работа Лэнди и почти дюжины его сотрудников того стоила, по его словам: «Арктическим летом многое происходит — и быстро. Благодаря измерениям толщины в течение всего лета мы, наконец, можем начать понимать процессы таяния льда».

Улучшенные прогнозы состояния морского льда

По словам Лэнди, новый набор данных для летнего времени приносит явные преимущества судоходной отрасли. Одним из основных наблюдений было то, что толщина морского льда в начале лета была хорошим индикатором минимальной площади льда в сентябре. Эта корреляция сводится к тому простому факту, что более тонкий морской лёд с большей вероятностью тает и разрушается — закономерность, которая наблюдалась в предыдущих модельных исследованиях, но не имела подтверждающих данных наблюдений со спутников.

Лэнди объяснил, что проверка взаимосвязи между морским льдом поздней весной и ранней осенью может повысить точность прогнозов морского льда для судоходства. Норвежский метеорологический институт, например, в настоящее время выпускает прогнозы по морскому льду, но из-за нехватки данных в отчётах не охвачена вся Арктика.

Искусственный интеллект помог учёным рассчитать толщину арктического морского льда, которая измерялась CryoSat-2 в течение всего 2019-ого года. Измерения проводились два раза в месяц.

Новое исследование может также проложить путь к улучшению долгосрочных климатических прогнозов. «Улучшенные оценки толщины помогут нам лучше определить, насколько быстро мы можем увидеть переход к лету безо льда в Арктике», — сказала соавтор исследования Жюльен Стрев (Julienne Stroeve), профессор полярных наблюдений в Университетском колледже Лондона.

Новая работа подтверждает многие прогнозы, сделанные с помощью климатических моделей, сказала Сесилия Битц (Cecilia Bitz), профессор атмосферных наук в Вашингтонском университете, не участвовавшая в исследовании. «Это показывает, что мы на правильном пути — закономерности, которые мы наблюдали в наших моделях, реальны».

Помимо судоходства и науки, новые данные также ценны для жителей Арктики. «Общины полагаются на толстый летний лёд для транспорта, — сказала Битц, — но он ненадёжен, когда он истончён. Мы били тревогу, но без спутниковых наблюдений, подтверждающих это, к этому никогда не относились так серьёзно».

Космическое сотрудничество

«Толщина летнего арктического морского льда — одна из самых больших неизвестных в области моих исследований», — сказала Рэйчел Тиллинг (Rachel Tilling), специалист по морскому льду из Университета Мэриленда и Центра космических полётов имени Годдарда НАСА, не участвовавшая в исследовании.

Тиллинг отметила, что новый метод стал ключевым событием для учёных, изучающих тенденции изменения морского льда.

Тиллинг работает над спутниковой миссией НАСА ICESat-2, но ранее изучала данные CryoSat-2 для своей докторской диссертации. Обе миссии используют один и тот же принцип альтиметра для измерения толщины льда, но CryoSat-2 ищет отражения импульсов радара на поверхности льда, тогда как ICESat-2 посылает лазерные импульсы.

«Разрешение ICESat-2 означает, что мы можем обнаруживать отдельные талые водоёмы, поэтому мы проделываем большую работу, чтобы понять, как они влияют на наш сигнал, и сделать наши летние измерения толщины морского льда как можно более точными», — сказала Тиллинг. «Обе миссии дополняют друг друга — есть много интересных возможностей для сотрудничества».

 

Ссылка: https://eos.org/articles/satellites-get-first-full-year-view-of-arctic-sea-ice-thickness 

 

Опосредованные климатом изменения теплового стресса могут дестабилизировать популяции животных и повысить риск их исчезновения. Однако оценки риска часто сосредотачиваются на изменениях средних температур и, таким образом, игнорируют роль временной изменчивости или структуры. Используя прогнозы, сделанные с помощью модели системы Земля, авторы показывают, что со временем будут возникать значительные региональные различия в статистическом распределении температуры, которые приведут к сдвигам в среднем, в изменчивости и устойчивости теплового стресса. Интеграция этих тенденций в математические модели, имитирующие динамические и кумулятивные эффекты теплового стресса на производительность 38 глобально распространённых эктотермных видов*, выявила сложные региональные изменения в стабильности популяций в XXI веке, при этом виды, обитающие в умеренных широтах, подвергаются более высокому риску. Тем не менее, несмотря на их идиосинкразическое** влияние на стабильность, прогнозируемые температуры повсеместно увеличивают риск вымирания. В целом эти результаты показывают, что последствия изменения климата могут быть более значительными, чем предсказывалось ранее на основе статистической взаимосвязи между биологическими показателями и средней температурой.

 

* Виды животных, жизнедеятельность которых зависит от внешних источников тепла.

** Идиосинкразия - врожденное свойство, особенная восприимчивость, особенная чувствительность.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01490-7

 

Горизонтальный перенос углерода вдоль континуума суша-океан является ключевым компонентом глобального углеродного цикла, однако его реакция на глобальные изменения плохо поддаётся количественной оценке. Авторы использовали модель поверхности Земли для оценки вертикального (почва-растения-атмосфера) и горизонтального (суша-река-океан) углеродного обмена в Европе в период с 1901 по 2014 гг. и исследовали влияние изменений содержания углекислого газа в атмосфере, климата и землепользования при горизонтальном переносе углерода. Обнаружено, что глобальные изменения в период с 1901 по 2014 гг. привели к значительному увеличению общего поступления углерода с суши в европейские реки (увеличение на 33%) и моря (увеличение на 20%). Доставка углерода увеличивалась в растворённой фазе и уменьшалась в фазе частиц. Изменение климата, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере и изменение землепользования объясняют 62%, 36% и 2% временных изменений в горизонтальном переносе углерода в Европе в течение периода исследования соответственно. Эти результаты показывают, что перераспределение почвенного углерода из-за горизонтального переноса углерода вызвало 5-процентное сокращение суммарного стока углерода на суше в Европе.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00575-7

 

В своём выступлении об изменении климата от 4 апреля этого года Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш (António Guterres) раскритиковал «пустые обещания, ведущие нас к непригодному для жизни миру», и предупредил, что «мы быстро приближаемся к климатической катастрофе» (1). Несмотря на резкость, заявления Гутерриша не были чем-то новым. Гутерриш уже делал подобные замечания ранее, как и другие общественные деятели, включая сэра Дэвида Аттенборо (David Attenborough), который в 2018 году предупредил, что бездействие в отношении изменения климата может привести к «краху наших цивилизаций» (2). В своей статье «Предупреждение мировых учёных о климатической чрезвычайной ситуации в 2021 году», которую в настоящее время подписали более 14 700 человек из 158 стран, Уильям Дж. Риппл (William J. Ripple) и его коллеги заявляют, что изменение климата может «вызвать серьёзные нарушения в экосистемах, обществе и экономике, потенциально делая большие площади Земли непригодными для жизни» (3).

Поскольку цивилизация не может существовать в непригодных для жизни или необитаемых местах, все приведённые выше предупреждения можно понимать как утверждение о возможности антропогенного изменения климата вызвать коллапс цивилизации (или «климатический коллапс») в большей или меньшей степени. Тем не менее, несмотря на обсуждение многих неблагоприятных последствий, климатологическая литература, синтезированная, например, в оценочных отчётах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), почти ничего не говорит о том, может ли изменение климата угрожать цивилизации и при каких условиях. Хотя существует множество научных исследований по историческим и археологическим случаям коллапса (4), обсуждение механизмов, с помощью которых изменение климата может вызвать коллапс современных цивилизаций, в основном было прерогативой журналистов, философов, писателей и кинематографистов. Авторы считают, что это должно измениться. 

Авторы призывают рассматривать механизмы и неопределённости, связанные с климатическим коллапсом, как критически важную тему для научных исследований. Для этого необходимо прояснить, что означает «крах цивилизации», и объяснить, как он связан с темами, рассматриваемыми в науке о климате, такими как повышенный риск как быстроразвивающихся, так и медленно наступающих экстремальных погодных явлений. Авторы утверждают, что такая информация имеет решающее значение как для общественности, так и для политиков, для которых климатический коллапс может быть серьёзной проблемой. Их анализ основан на последних исследованиях, в том числе PNAS Perspective (Kemp et al.), в которых обращалось внимание на важность научного изучения того, как климатические последствия могут влиять на сложные социально-экономические системы (5). Здесь предоставлена более подробная информация о социальном коллапсе, с выделением трёх более серьёзных сценариев. Более того, подчёркивается необходимость избегать предубеждений и рекомендуется изучать механизмы коллапса в сочетании с успешной адаптацией и устойчивостью, рассматривая их как две стороны одной медали.

Сценарии коллапса  

Авторы определяют крах цивилизации как утрату обществом способности поддерживать основные функции управления, особенно поддержание безопасности, верховенства закона и обеспечение предметов первой необходимости, таких как еда и вода. Крах цивилизации в этом смысле может быть связан с гражданскими волнениями, насилием и повсеместной нехваткой ресурсов и, таким образом, иметь крайне неблагоприятные последствия для благосостояния людей. Такие коллапсы могут быть более широкими или более узкими по масштабу, поэтому рассматривается три репрезентативных сценария.

В первом случае изменение климата вызывает коллапс в определённых уязвимых местах, в то время как цивилизация в других местах в значительной степени способна адаптироваться к климатическим воздействиям. Назовём это локальным коллапсом. Сирийская гражданская война была предложена в качестве примера климатического коллапса в локальном масштабе. Моделирование показывает, что вероятность засухи, причастной к войне, более чем в два раза выше, учитывая антропогенное изменение климата (6). Этот пример показывает, что климатический коллапс не обязательно должен определяться только экологическими факторами: решающую роль могут играть и другие причины, такие как ранее существовавший политический конфликт и некомпетентность правительства. Этот пример также иллюстрирует ужасные последствия коллапса для благосостояния людей и то, что локальные коллапсы могут способствовать политической нестабильности в неразрушенных местах, о чем свидетельствует рост правого популизма в Европе в ответ на приток сирийских беженцев. 

Во втором сценарии широко распространены коллапсы на городском, а иногда и на национальном уровне, но некоторые крупные городские центры и национальные правительства всё ещё существуют. Эти существующие центры испытывают негативные климатические воздействия, такие как постоянная нехватка воды и продовольствия. В своей книге, обсуждающей этику и политику потенциального постапокалиптического мира, философ Тим Малган (Tim Mulgan) называет этот тип сценария разрушенным миром (7); этот термин принят и здесь. Разрушенный мир отличается от локального коллапса более широким размахом и всемирным нарушением функционирования неразрушенных мест. Обеспокоенность тем, что изменение климата может сделать «большие районы Земли непригодными для жизни», предполагает результат, по крайней мере, столь же плохой, как и разрушенный мир.

В третьем сценарии, называемом глобальным крахом, все крупные городские районы по всему миру практически заброшены, функционирующих национальных государств больше не существует, а население мира значительно сокращается. Эта катастрофическая ситуация, возможно, и вызывает у большинства людей выражение «крах цивилизации». Однако полезно рассматривать глобальный коллапс как продолжение разрушенного мира, в котором оставшиеся неразрушенные государства и городские центры, к тому времени ставшие очень уязвимыми, оказываются на грани дальнейшего воздействия климата. Таким образом, климатический коллапс может быть не внезапным событием, а скорее длительным процессом, который начинается с малого и продолжается в течение столетия или более. 

Представление климатического коллапса как продолжительного процесса вызывает этические и научные сложности. С этической стороны, некоторые места подвержены более неминуемому риску краха, чем другие. Следовательно, то, что считается катастрофическим изменением климата, может различаться в зависимости от местоположения. Например, Мальдивы могут рассматривать повышение средней глобальной температуры на 1,5°C как недопустимый риск коллапса, тогда как Канада этого не делает. Таким образом, хотя коллапс климата может угрожать общей глобальной катастрофой, он, тем не менее, может поставить трудные этические вопросы о том, как сбалансировать конфликтующие интересы. С научной точки зрения, случаи коллапса, изучаемые историками и археологами, были локальными, в то время как более серьёзные сценарии климатического коллапса, такие как разрушение мира или глобальный коллапс, были бы глобальными явлениями. Следовательно, механизмы, посредством которых локальные коллапсы могут разветвляться в разрушенный мир или глобальный коллапс, неизбежно несколько спекулятивны.

Механизмы коллапса 

Описанные выше сценарии не являются предсказаниями. Важный исходный вопрос заключается в том, существуют ли правдоподобные механизмы, посредством которых могут произойти такие сценарии, как разрушенный мир или глобальный коллапс, и если да, то что можно сделать, чтобы противодействовать им. Обсуждалось несколько механизмов, которые могут вызвать глобальный коллапс или разрушение мира. Авторы разделяют их на три типа: прямое воздействие, социально-климатические обратные связи и уязвимость к экзогенным шокам. Механизмы прямого воздействия предполагают, что серьёзные и комплексные климатические воздействия — повышение уровня моря, засухи, наводнения, экстремальная жара и т.д. — могут подорвать сельское хозяйство, доступность воды и другие важные основы цивилизации (8, 9). Эти механизмы часто связаны с климатическими обратными связями или переломными моментами, когда, например, глобальное повышение температуры на 2°C вызывает необратимое быстрое разрушение антарктических ледяных щитов, выбросы метана из многолетней мерзлоты или отмирание лесов (10). Напротив, социально-климатические механизмы обратной связи предполагают, что неблагоприятное воздействие изменения климата, особенно на производство продовольствия, может вызвать политический конфликт и дисфункцию, подрывающие способность к адаптации и приводящие к таким действиям, как запрет на экспорт продовольствия или военные действия, сеющие дестабилизацию и ускоряющие коллапс (11). Наконец, экзогенные механизмы уязвимости к шокам предполагают, что изменение климата может ослабить адаптационный потенциал посредством процессов, описанных в первых двух типах механизмов, тем самым сделав глобальное общество уязвимым перед коллапсом, вызванным другими типами шоков, такими как войны или пандемии (12).

Исторические и археологические исследования показывают, что прошлые социальные коллапсы редко были результатом прямых изменений климата, а чаще объяснялись комбинацией стрессоров (13, 14). Однако это не означает, что риск климатического коллапса преувеличен. Наоборот, он предполагает, что коллапс мог произойти в результате воздействия климата, к которому могла бы адаптироваться глобальная цивилизация. В этом и состоит смысл социально-климатической обратной связи и механизмов уязвимости к экзогенным шокам: опасность для цивилизации исходит не только от прямых климатических воздействий, но и от тех воздействий, которые возникают вместе с дисфункциональными социальными обратными связями и другими дестабилизирующими факторами. Наконец, редкость коллапса как прямого результата климатических изменений в прошлом может быть плохим ориентиром в будущем за пределами стабильного климата среднего голоцена (9). 

Глубинные связи между механизмами климатического коллапса и научной литературой по социальным, экономическим и политическим аспектам изменения климата весьма ограничены (15). Более того, обсуждение социально-климатических обратных связей и экзогенных механизмов уязвимости к потрясениям, как правило, сосредоточено на рисках коллапса без учёта исторических случаев успешной адаптации к экологическим вызовам такого же масштаба, как и некоторые потенциальные климатические воздействия. Случаи повышения относительного уровня моря из-за оседания, например, часто приводили не к заброшенности городских центров, а к строительству основных морских укреплений и расширению береговой линии (16). Точно так же при обсуждении механизмов коллапса редко обсуждаются экономические факторы, особенно снижение стоимости энергии ветра и Солнца, которые могли бы послужить стимулом для быстрого отказа от ископаемых видов топлива (17).

Учитывая вышеизложенное, авторы предлагают две рекомендации о том, как можно более плодотворно проводить исследования риска климатического коллапса. Во-первых, предлагается направить больше научных усилий на изучение социально-климатических обратных связей и механизмов климатического коллапса, подверженных экзогенным шокам. Среди прочего, это требует повышенного внимания к путям, по которым прямое воздействие климата может взаимодействовать с социальными, экономическими и политическими факторами, угрожая социальным коллапсом. Во-вторых, механизмы коллапса следует систематически изучать в тандеме с причинно-следственными процессами, связанными с успешной адаптацией к экологическим вызовам, а также с экономическими силами и политикой, которые могут способствовать переходу к «зелёной» экономике. Рассмотрение сложного взаимодействия социальных, экологических и других факторов, а также активной роли социальной устойчивости уже хорошо зарекомендовало себя в исторических и археологических исследованиях коллапса (13, 14). Задача состоит в том, чтобы довести изучение механизмов, которые могут вызвать крах современной цивилизации, до уровня научной строгости.

 Серьёзны ли риски?  

Некоторые могут возразить, что уровни потепления, способные привести к сценариям коллапса, таким как разрушенный мир или глобальный коллапс, не заслуживают серьёзного рассмотрения. Например, некоторые утверждают, что сценарии высокого уровня выбросов, рассматриваемые МГЭИК, предполагают рост использования угля в течение XXI века, что малоправдоподобно, учитывая снижение стоимости возобновляемых источников энергии (18). А в статье, недавно опубликованной в журнале Nature, говорится, что текущие климатические обязательства, если все они будут полностью выполнены в соответствии с графиком, могут удерживать глобальное потепление чуть ниже 2°C (19).

Хотя снижение стоимости возобновляемых источников энергии и обязательства по углеродной нейтральности являются благоприятными признаками, авторы считают, что ещё слишком рано отмахиваться от опасений по поводу разрушенного мира или глобального коллапса. Оба пути высоких выбросов, рассмотренные в последнем отчете Рабочей группы I МГЭИК, содержат увеличение на 4°C в «весьма вероятном» диапазоне с 2081 по 2100 гг. (20), уровень нагрева, который многие учёные считают серьёзной угрозой для цивилизации (21). Кроме того, прошлый опыт показывает, что обязательства по борьбе с изменением климата могут не превратиться в эффективную и своевременную политику, и без согласованных усилий правительств нет уверенности в том, что рыночные силы достаточно быстро приведут к поэтапному отказу от ископаемого топлива, чтобы предотвратить климатический коллапс. Энергетические рынки часто трудно предсказать, о чём свидетельствует возобновление использования угля до рекордно высокого уровня в 2021 году (22). Между тем, траектория максимальной концентрации парниковых газов МГЭИК, RCP 8.5, остаётся близкой к наблюдениям и может оставаться такой, если циклы отрицательной обратной связи, такие как выбросы от таяния многолетней мерзлоты и отмирания лесов, сработают раньше, чем ожидалось (23, 24). Наконец, сценарии с низким уровнем выбросов, рассматриваемые МГЭИК, предполагают не только поэтапный отказ от ископаемого топлива: они также предполагают устойчивые отрицательные выбросы примерно с середины века и далее, что может быть технологически или экономически неосуществимым (25).

Короче говоря, в настоящее время нет твердой основы для того, чтобы отвергать разрушенный мир и глобальный коллапс как слишком маловероятные, чтобы заслуживать серьёзного рассмотрения. Учитывая моральную и практическую важность этих сценариев, авторы считают, что наука должна стремиться узнать больше о механизмах, которые могут привести к ним. 

Риск климатического коллапса, вызывающий неотложную озабоченность человечества, требует тщательного научного исследования. И исследования по тесно связанным темам, таким как прошлые случаи коллапса, пределы адаптации и системный риск, затрудняют утверждение о том, что климатический коллапс невозможно изучить с научной точки зрения. Тем не менее, некоторые могут опасаться, что научное исследование климатического коллапса вызовет тревогу и побудит эмоционально отказаться от действий по борьбе с изменением климата. 

Авторы с этим не согласны. Предупреждения о климатическом коллапсе, сделанные учёными и научно информированными общественными деятелями, уже присутствуют в общественном дискурсе, в то время как данные опросов показывают, что изменение климата является источником широкой общественной озабоченности и беспокойства (26, 27). На этом фоне тщательное научное изучение климатического коллапса может стать противовесом обсуждениям климатического коллапса, носящим сенсационный характер или склонным предвещать гибель. И, в зависимости от результатов исследования, это может послужить опровержением скептикам, которые вообще отказываются серьёзно относиться к возможности климатического коллапса. Авторы полагают, что трезвая оценка риска климатического коллапса и путей его сдерживания может помочь успокоить нервы и подстегнуть действия.

Литература

1. 1. United Nations, Secretary-General warns of climate emergency, calling Intergovernmental Panel’s report ‘a file of shame’, while saying leaders ‘are lying’, fueling flames (4 April 2022). https://www.un.org/press/en/2022/sgsm21228.doc.htm. Accessed 30 August 2022.
2. 2. UNFCCC, Transcript of the speech by Sir David Attenborough (3 December 2018). https://unfccc.int/sites/default/files/resource/The%20People%27s%20Address%202.11.18_FINAL.pdf. Accessed 30 August 2022.
3. 3. Ripple et al., World scientists’ warning of a climate emergency. BioScience 70, 8–12 (2020).
4. 4. Middleton, Understanding Collapse: Ancient History and Modern Myths (Cambridge University Press, 2017).
5. 5. Kemp et al., Climate endgame: Exploring catastrophic climate change scenarios. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 119, e2108146119 (2022).
6. 6. P. Kelley, S. Mohtadi, M. A. Cane, R. Seager, Y. Kushnir, Climate change in the Fertile Crescent and implications of the recent Syrian drought. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 112, 3241–3246 (2015).
7. 7. Mulgan, Ethics for a Broken World: Imagining Ethics after Catastrophe (Routledge, London, 2014).
8. 8. Kareiva, V. Carranza, Existential risk due to ecosystem collapse: Nature strikes back. Futures 102, 39–50 (2018).
9. 9. Xu, T. A. Kohler, T. M. Lenton, J. C. Svenning, M. Scheffer, Future of the human climate niche. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 11350–11355 (2020).
10. 10. Steffen et al., Trajectories of the Earth System in the Anthropocene. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115, 8252–8259 (2018).
11. 11. J. Beard et al., Assessing climate change’s contribution to global catastrophic risk. Futures 127, 102673 (2021).
12. 12. Bostrom, The vulnerable world hypothesis. Glob. Policy 10, 455–476 (2019).
13. 13. W. Butzer, G. H. Endfield, Critical perspectives on historical collapse. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 3628–3631 (2012).
14. 14. Haldon et al., History meets palaeoscience: Consilience and collaboration in studying past societal responses to environmental change. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 115, 3210–3218 (2018).

15. 15. E. Richards et al., Re-framing the threat of global warming: An empirical causal loop diagram of climate change, food insecurity and societal collapse. Clim. Change 164, 49 (2021).
16. 16. Esteban et al., Adaptation to sea level rise: Learning from present examples of land subsidence. Ocean Coast. Manage. 189, 104852 (2020).
17. 17. M. Otto et al., Social tipping dynamics for stabilizing Earth’s climate by 2050. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 2354–2365 (2020).
18. 18. Hausfather, G. P. Peters, Emissions - The ‘business as usual’ story is misleading. Nature 577, 618–620 (2020).
19. 19. Meinshausen et al., Realization of Paris Agreement pledges may limit warming just below 2 °C. Nature 604, 304–309 (2022).
20. 20. IPCC, Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of working group I to the sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change, V. Masson-Delmotte et Eds. (Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, 2021). https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_FullReport.pdf. Accessed 29 September 2022.
21. 21. Anderson, Going beyond dangerous—Brutal numbers and tenuous hope. Dev. Dial. 61, 29 (2012).
22. 22. IEA, Coal 2021 (IEA, Paris, 2021). https://www.iea.org/reports/coal-2021. Accessed 30 August 2022.
23. 23. R. Schwalm, S. Glendon, P. B. Duffy, RCP8.5 tracks cumulative CO₂ emissions. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 19656–19657 (2020).
24. 24. R. Schwalm, S. Glendon, P. B. Duffy, Reply to Hausfather and Peters: RCP8.5 is neither problematic nor misleading. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 27793–27794 (2020).
25. 25. Larkin et al., What if negative emission technologies fail at scale? Implications of the Paris Agreement for big emitting nations. Clim. Policy 18, 690–714 (2018).
26. 26. L. Milfont, E. Zubielevitch, P. Milojev, C. G. Sibley, Ten-year panel data confirm generation gap but climate beliefs increase at similar rates across ages. Nat. Commun. 12, 4038 (2021).
27. 27. Wu, G. Snell, H. Samji, Climate anxiety in young people: A call to action. Lancet Planet. Health 4, e435–e436 (2020).

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2210525119

 

Kemp et al. (1) утверждают, что сценарии катастрофических изменений климата, включая общественный коллапс и вымирание человечества, следует подробно изучать, но в настоящее время они недостаточно изучены. Авторы реплики согласны с тем, что такие сценарии следует изучать, а обществу следует уделять первостепенное внимание предотвращению катастрофических последствий. Однако история также показывает риски, связанные с преувеличением вероятности бедствия. Помня об этом, авторы утверждают, что Kemp et al. недооценивают степень, в которой недавние научные и общественные дискуссии уже отдают приоритет катастрофическим климатическим сценариям. 

Кемп и др. (1) обращают внимание на то, что в последних отчётах Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) особое внимание уделяется сценариям температуры ниже 2°C. В то же время отчёты МГЭИК также чрезмерно подчёркивают катастрофические сценарии, как и более широкий дискурс. Например, катастрофические сценарии репрезентативного пути концентрации 8.5 (RCP8.5) и общего социально-экономического пути 5-8.5 (SSP5-8.5), которые в настоящее время широко считаются неправдоподобными (2), составляют примерно половину сценариев, упомянутых в недавних оценочных отчётах МГЭИК Рабочей группы II (рис. 1A), аналогично основной научной литературе (3). Путь выбросов SSP3-7.0, который Kemp et al. (1) использовали в их анализе, предполагает, что мир в 2100 году будет в значительной степени зависеть от угля и не будет иметь климатической политики, — неправдоподобное будущее (3, 4). Он прогнозирует гораздо более высокие выбросы, чем заявленный Международным энергетическим агентством (МЭА) сценарий политики, который в последние годы постоянно пересматривался в сторону понижения (4) (рис. 1B).

(A) Scenario mentions in the IPCC’s Working Group II (Impacts, Adaptation and Vulnerability) contributions to the Fifth (AR5) and Sixth (AR6) Assessment Reports (data from refs. 2 and 3). (B) Fossil-fuel-and-industry (FFI) CO₂ emissions in the seven marker scenarios from AR6, compared to the IEA’s Stated Polices and Announced Pledges scenarios, and to the ranges of all AR6 scenarios having similar projected FFI CO₂ emissions growth rates from 2005 to 2050 (data from refs. 2 and 4, calculated using the methods of ref. 4).

Может ли более правдоподобный сценарий высоких выбросов, такой как SSP2-4,5 (4) (рис. 1B), привести к катастрофическим изменениям климата? МГЭИК связывает SSP2-4.5 с «весьма вероятным (5%–95%)» диапазоном потепления от 2,1°C до 3,5°C к 2100 г. (2), при котором вероятны локальные сильные воздействия (2), а маловероятные глобальные последствия катастрофы ещё предстоит изучить. Тем не менее, этот диапазон потепления даёт прогнозы экономического ущерба в диапазоне от ∼2 до ∼15% мирового ВВП 2100 года (5). При самом пессимистичном с экономической точки зрения [и, возможно, реалистичном (6)] SSP3 ВВП на душу населения к 2100 г. в большинстве стран всё ещё более чем удваивается (2, 6). Таким образом, несмотря на высокую неопределённость, благосостояние, скорее всего, продолжит расти в подавляющем большинстве стран мира в этом столетии, даже при относительно пессимистичных сценариях. Чрезмерно подчёркнутое апокалиптическое будущее можно использовать для поддержки деспотизма и опрометчивости. Например, катастрофические и в конечном счёте неточные сценарии перенаселения в 1960-х и 1970-х годах способствовали тому, что несколько стран приняли программы принудительной стерилизации и абортов, в том числе китайскую политику одного ребёнка, которая привела к 100 миллионам принудительных абортов (7), причём непропорционально девочек. Прошлые и настоящие фашистские и неофашистские движения часто используют страх перед экологической катастрофой для продвижения евгеники и противодействия иммиграции и помощи (8). Правительство Шри-Ланки, обеспокоенное загрязнением окружающей среды, опрометчиво запретило синтетические удобрения и пестициды в 2021 году, что способствовало сельскохозяйственному и экономическому кризису (9). 

Климатические катастрофы могут способствовать кризису психического здоровья молодёжи. В недавнем международном опросе молодёжи 45% сообщили, что думают об изменении климата, негативно влияющем на их повседневную жизнь и функционирование, а 40% сообщили, что не решаются заводить детей (10). 

Таким образом, следует изучить широкий спектр климатических сценариев, но, учитывая, что неправдоподобные катастрофические сценарии уже находятся в центре внимания научных исследований, требуется уделять больше внимания этому направлению, поскольку существует риск вытеснения необходимого внимания к более правдоподобному будущему.

Литература

1. 1. Kemp et al., Climate Endgame: Exploring catastrophic climate change scenarios. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 119, e2108146119 (2022).
2. 2. Intergovernmental Panel on Climate Change, Sixth assessment report. https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar6/. Accessed 29 September 2022.
3. 3. Pielke Jr., J. Ritchie, Distorting the view of our climate future: The misuse and abuse of climate pathways and scenarios. Energy Res. Soc. Sci. 72, 101890 (2021).
4. 4. Pielke Jr., M. G. Burgess, J. Ritchie, Plausible 2005–2050 emissions scenarios project between 2 °C and 3 °C of warming by 2100. Environ. Res. Lett. 17, 024027 (2022).
5. 5. E. Kahn et al., Long-term macroeconomic effects of climate change: A cross-country analysis. Energy Econ. 104, 105624 (2021).
6. 6. G. Burgess et al., Long-standing historical dynamics suggest a slow-growth, high-inequality economic future. SocArXiv [Preprint] (2022). 10.31235/osf.io/q4uc6. Accessed 29 September 2022.
7. 7. C. Mann, The book that incited a worldwide fear of overpopulation. Smithsonian Magazine, January 2018. https://www.smithsonianmag.com/innovation/book-incited-worldwide-fear-overpopulation-180967499/. Accessed 29 September 2022.
8. 8. Gilman, The coming avocado politics: What happens when the ethno-nationalist right gets serious about the climate emergency. Breakthrough J., 7 February 2020. https://thebreakthrough.org/journal/no-12-winter-2020/avocado-politics. Accessed 29 September 2022.
9. 9. Nordhaus, S. Shah, In Sri Lanka, organic farming went catastrophically wrong. Foreign Policy, 12 March 2022. https://foreignpolicy.com/2022/03/05/sri-lanka-organic-farming-crisis/. Accessed 29 September 2022.
10. 10. Marks et al., Young people’s voices on climate anxiety, government betrayal and moral injury: A global phenomenon. SSRN [Preprint] (2021). https://doi.org/10.2139/ssrn.3918955. Accessed 29 September 2022.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2214347119

 

Статистические прогнозы социально-экономических последствий изменения климата всё чаще используются в политике, планировании и частном секторе для понимания климатических рисков и подготовки к ним. Климатическая неопределённость является доминирующим источником неопределённости во многих из этих прогнозов. Такие исследования всё чаще учитывают некоторые источники климатической неопределённости, включая различия между оценками климатических моделей и сценариями выбросов. Однако неопределённость, связанная с внутренней изменчивостью климата, обычно игнорируется. Авторы показывают, что внутренняя изменчивость существенно увеличивает неопределённость в среднем на 38% для краткосрочных прогнозов смертности, урожайности кукурузы и валового внутреннего продукта в континентальной части Соединённых Штатов. Упущение неопределённости из-за внутренней изменчивости может привести к недооценке наихудших последствий и/или нерациональному распределению ресурсов в усилиях по смягчению антропогенного изменения климата и адаптации.

Неопределённость климатических прогнозов обусловлена ​​тремя компонентами: неопределённостью сценария, межмодельной неопределённостью и внутренней изменчивостью. Хотя в исследованиях социально-экономического воздействия на климат всё чаще учитываются первые два компонента, мало внимания уделяется роли внутренней изменчивости, хотя недооценка этой неопределённости может привести к недооценке социально-экономических издержек изменения климата. Используя большие ансамбли из семи связанных моделей общей циркуляции с общим числом прогонов 414, авторы разделяют климатическую неопределённость в классических моделях «доза-реакция», связывающих урожай кукурузы на уровне округов, смертность и валовой внутренний продукт на душу населения с температурой в континентальной части Соединённых Штатов. Разделение неопределённости зависит от временных рамок прогноза, модели воздействия и географического региона. Внутренняя изменчивость составляет более 50% общей неопределённости климата в некоторых прогнозах, включая прогнозы смертности на начало XXI века, хотя её относительное влияние со временем уменьшается. Авторы рекомендуют включать неопределённость из-за внутренней изменчивости во многие сценарные прогнозы воздействий, обусловленных температурой, включая прогнозы на начало и середину века, прогнозы для регионов с высокой внутренней изменчивостью, таких как Верхний Средний Запад США, и воздействия, обусловленные нелинейными зависимостями.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2208095119

  

Двенадцать статей сформировали научную основу для быстрых действий по укреплению договора, который уже защищал стратосферный озон, поскольку он также защищает климат за счёт сокращения сильных загрязнителей.

В 1974 г. химики Марио Дж. Молина и Ф. Шервуд Роуленд предупредили, что хлорфторуглероды (ХФУ), соединения, широко использовавшиеся в то время в качестве хладагентов и аэрозольных пропеллентов, могут разрушать озоновый слой стратосферы [Molina and Rowland, 1974]. Этот слой защищает поверхность Земли от вредного ультрафиолетового излучения, которое в избытке может вызывать рак кожи и катаракту, подавлять иммунную систему человека, наносить ущерб сельскохозяйственным культурам и природным экосистемам, а также инфраструктуре. В следующем году Вирабхадран Раманатан предупредил, что ХФУ и другие хлорированные фторуглероды также являются мощными парниковыми газами [Ramanathan, 1975]. 

В последующее десятилетие после этих первоначальных сигналов тревоги учёные измерили и задокументировали накопление и длительное время жизни в атмосфере ХФУ и других озоноразрушающих веществ (ОРВ). Они также предоставили теоретическое доказательство того, что ОРВ химически разлагаются в стратосфере и каталитически разрушают стратосферный озон, и количественно оценили неблагоприятное воздействие ХФУ на здоровье, окружающую среду и экономику. 

Предупреждения о том, что разрушение озонового слоя из-за ХФУ может увеличить заболеваемость раком кожи, вызвали бойкот потребителей продуктов, изготовленных с использованием ОРВ и содержащих их, таких как аэрозоли и некоторые контейнеры для пищевых продуктов из пенополистирола. Затем бойкоты переросли в правительственные запреты на определённые продукты. 

Сообщения о том, что ХФУ также действуют как парниковые газы, вызвали научные исследования, направленные на изучение того, какие вещества, помимо двуокиси углерода (CO₂₎, могут дестабилизировать атмосферу, и как можно рассматривать развивающийся «коктейль» климатических загрязнителей.

Научных данных было достаточно, чтобы исполнительный директор Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде Мостафа К. Толба (Mostafa K. Tolba) убедил 25 стран и Европейский союз подписать Венскую конвенцию об охране озонового слоя в марте 1985 г., подготовив почву для международных мер контроля ОРВ [Benedick, 1998; Andersen and Sarma, 2002; Tolba and Rummel-Bulska, 2008]. 

Менее чем через два месяца Джозеф Фарман и его коллеги представили данные наблюдений о стратосферной «озоновой дыре» над Антарктикой, потенциально связанной с ростом концентрации ХФУ [Farman et al., 1985], что в конечном итоге привело к международному соглашению (Монреальскому протоколу 1987 г.). по веществам, разрушающим озоновый слой. 

Двадцать лет спустя каждое государство-член Организации Объединенных Наций стало участником Монреальского протокола, более 99% производства и потребления ОРВ во всём мире было прекращено, а озоновый слой находился на пути к восстановлению [WMО, 2018; Ajavon et al., 2015]. Подобные достижения вдохновили бывшего генерального секретаря ООН Кофи Анана (Kofi Anan) на заявление о том, что Монреальский протокол является «пожалуй, самым успешным международным соглашением на сегодняшний день» [Hunter et al., 2022]. 

Протокол не только оказался чрезвычайно успешным в сдерживании истощения стратосферного озона, но и обрёл в последние годы вторую жизнь в качестве де-факто — и весьма полезного — договора по климату. Достижения протокола в обоих отношениях содержат ценные уроки для будущих усилий по разработке политики, ориентированных на климат и окружающую среду. Чтобы лучше понять и применить эти уроки в будущем, стоит проанализировать науку, которая легла в основу формулировки Монреальского протокола и привела к его трансформации в договор по климату.

От договора по озону к договору по климату 

Монреальский протокол описывается как договор «начать и укрепить», потому что после первоначального введения контроля только над двумя классами химических веществ (ХФУ и галонами) впоследствии он был усилен поправками, требующими ратификации определённым числом сторон, а также корректировки, просто требующими консенсуса всех сторон. Четыре поправки, внесённые в 1990-е годы — разработанные во время встреч в Лондоне (1990 г.), Копенгагене (1992 г.), Монреале (1997 г.) и Пекине (1999 г.) — усилили договор, добавив дополнительные ОРВ в список контролируемых. Шесть поправок, согласованных в Лондоне (1990 г.), Копенгагене (1992 г.), Вене (1995 г.), Монреале (1997 г.), Пекине (1999 г.) и Монреале (2007 г.), ещё больше укрепили договор путём перехода от поэтапного сокращения ОРВ к поэтапному ускорению поэтапного отказа. 

Переход Монреальского протокола из договора о защите стратосферного озона в договор по климату начался в 2007 году. Именно тогда климатолог Гуус Дж. М. Велдерс и его коллеги после анализа прошлых и потенциальных будущих выбросов ОРВ сообщили, что Монреальский протокол и его поэтапный отказ ОРВ сделал больше для снижения воздействия парниковых газов и смягчения последствий изменения климата, чем любой другой договор, включая Киотский протокол [Velders et al., 2007].

В том же году полезность протокола для дальнейшей защиты климата побудила стороны одобрить ускорение продолжающегося поэтапного отказа от гидрохлорфторуглеродов (ГХФУ), начавшееся с Пекинской поправки 1999 года. Переход к соглашению об изменении климата продолжался еще 9 лет и завершился принятием пятой поправки к Монреальскому протоколу (поправка Кигали 2016 г.), регулирующей гидрофторуглероды (ГФУ), которые безопасны для стратосферного озона, но являются сильными парниковыми газами. Рынки ГФУ быстро росли, и они стали широко использоваться в качестве необходимых заменителей некоторых ХФУ, что позволило быстро отказаться от ОРВ, но в некоторых случаях ГФУ улавливают в тысячи раз больше тепла, чем CO₂ [WMO, 2018; Zaelke et al., 2018; Hunter et al., 2022]. 

Кигалийская поправка, названная в честь столицы Руанды, где было достигнуто соглашение, не только постепенно сокращает использование ГФУ, но и поощряет повышение энергоэффективности оборудования следующего поколения и использование альтернативных химических веществ для замены ГФУ в таких приложениях, как кондиционирование воздуха, холодильная промышленность и теплоизоляционная пена. 

Сроки первоначального замораживания потребления и производства ГФУ (т.е. дальнейшее увеличение потребления и производства не допускается) и поэтапного сокращения являются амбициозными, однако Стороны, в соответствии с принципом предосторожности, предложили, чтобы альтернативы ГФУ были доступны и доступны по цене. (Действительно, заменители теперь доступны в большинстве областей применения. Многие из них также обеспечивают более высокую энергоэффективность, чем ГФУ [Technology and Economic Assessment Panel, 2021]).

Для большинства развивающихся стран замораживание начинается в 2024 г., а поэтапный отказ - в 2029 г., тогда как для стран с «высокой температурой окружающей среды» замораживание начинается в 2029 г., а поэтапный отказ - в 2032 г. График для развитых стран был ещё более жёстким, поэтапный отказ планируется начать в 2019 году для большинства сторон и в 2020 году для Российской Федерации и некоторых других стран бывшего Советского Союза. В Соединённых Штатах, где Сенат недавно утвердил Кигалийскую поправку, план по сокращению использования ГФУ был кодифицирован в конце 2020 года с принятием американского Закона об инновациях и производстве. 

В конечном счёте, опасности для общества, экономики, сельского хозяйства и общественного здравоохранения, создаваемые ожидаемым изменением климата, и связь между этим изменением и продолжающимся использованием ГФУ убедили стороны Монреальского протокола в необходимости быстрых действий. Эти связи были чётко прописаны в серии научных исследований, проведённых с 2007 по 2016 гг.

Двенадцать статей, оправдывающих поэтапный отказ от ГФУ  

В консультациях с учёными и другими коллегами, было решено определить основные научные статьи, опубликованные во время обсуждения корректировки 2007 года, ускорившей поэтапный отказ от ГХФУ, и Кигалийской поправки 2016 года. Цель состояла в том, чтобы отметить тех, кто работал над пониманием вклада ХФУ, ГХФУ и ГФУ в изменение климата, а также информировать политиков и общественность. Демонстрация важного вклада опубликованных научных исследований в новаторскую экологическую политику может помочь вдохновить и мотивировать других на публикацию своих собственных исследований и предоставление их лицам, принимающим решения. 

Несмотря на то, что во многих качественных исследованиях была проведена количественная оценка воздействия ГФУ на климат, здесь выделены исследования, оказавшие особое влияние на ускорение поэтапного отказа от ГХФУ и ГФУ. В частности, оценены документы на основе того, были ли они созданы для информирования правительственных политиков, сосредоточены на количественной оценке потенциального воздействия сокращения ГФУ на климат (в эквивалентных выбросах CO₂) и написаны авторами, участниками или рецензентами отчётов 2014 и 2018 годов Группы по научной оценке Монреальского протокола (SAP), консультативной группы, состоящей из сотен международных экспертов, периодически оценивающих состояние атмосферного озона и связанные с этим вопросы.

В ходе этой оценки авторы выявили 12 документов (см. ниже), которые сформировали научную основу для принятия Сторонами Монреальского протокола смелых шагов по поэтапному отказу от ГФУ посредством Кигалийской поправки. Эти тщательно проработанные и чётко изложенные научные документы, которые были среди тех, что использовались для презентаций SAP на совещаниях Сторон и были непосредственно прочитаны и рассмотрены участниками переговоров по договору из стран-участниц, сделали очевидной связь между ГФУ и изменением климата и убедили скептиков и заинтересованные стороны принимать меры. В общей сложности соавторами этой дюжины статей являются около 40 учёных из 10 стран, что свидетельствует о значительной степени международного внимания к проблемам, создаваемым ГФУ, и научного сотрудничества для их решения. 

У других исследователей Монреальского протокола могут быть разные мнения о том, какие исследования были наиболее значимыми для информирования Кигалийской поправки или о том, какие критерии следует применять при оценке исследований. Такие расхождения во мнениях приветствуются, потому что они будут стимулировать дискуссии, которые помогут проследить эволюцию научного понимания и его связи с политическими решениями в данном случае — и, возможно, предложат полезную информацию в будущем.

Вслед за своим новаторским исследованием 2007 года, показывающим преимущества снижения выбросов ОРВ в связи с изменением климата, Велдерс и та же группа коллег опубликовали ещё одно известное исследование в 2009 году. В нём они обнаружили, что нормативный контроль за озонобезопасными парниковыми газами ГФУ может значительно сократить антропогенный климатический форсинг [Velders et al., 2009]. Например, сценарий, при котором уровни потребления ГФУ были заморожены, а затем постепенно снижены, привел бы к снижению потенциала глобального потепления, эквивалентному 106–171 гигатоннам CO₂, с 2013 по 2050 гг. и снижению глобального радиационного форсинга на 0,18–0,30 ватт на квадратный метр к 2050 году. Этот документ положил начало дебатам между сторонами Монреальского протокола, кульминацией которых стала Кигалийская поправка 2016 года. 

Впоследствии эти выводы 2009 г. были подтверждены, расширены и дополнены другими документами, которые были включены в отчёты SAP по Монреальскому протоколу. Выявлены 10 работ в дополнение к Velders et al. [2007, 2009], в которых содержались основные предупреждения об опасности ГФУ для окружающей среды и здоровья человека, чёткая разработка возникающей проблемы и рекомендации о том, что необходимо делать — и как быстро — чтобы избежать экзистенциальных угроз и катастрофических последствий. 

Например, Montzka et al. [2015] сообщили, что глобальные атмосферные измерения ГФУ с 2007 по 2012 гг. согласуются с смоделированными прогнозами Velders et al. [2009], но были в два раза больше, чем количество выбросов ГФУ, о которых сообщается в Рамочной конвенции ООН об изменении климата, что, вероятно, отражает быстрый рост использования этих химических веществ в качестве заменителей ГХФУ, постепенно выводимых из употребления в соответствии с Монреальским протоколом. 

Ранее Solomon et al. [2010] проиллюстрировали сложность атмосферных процессов и показали, как последствия потепления могут выходить за пределы времени, необходимого для разложения парниковых газов. Эти авторы подчёркивали необходимость действовать быстро, чтобы предотвратить долгосрочные и усиливающие тепло воздействия, такие как перенос тепла в океаны.

Превращение полезной науки в выгодную политику  

Наука часто информирует о важных, экологически благоприятных изменениях в политике — вспомните исследования, положившие начало усилиям по сокращению использования опасных пестицидов или свинца в бензине, — но редко это происходит так быстро, как в случае с Кигалийской поправкой. Поскольку мы сталкиваемся со многими другими текущими проблемами системы Земли и глобального здравоохранения, убедительная наука будет по-прежнему необходима для укрепления уверенности политиков в том, что они будут действовать в соответствии с принципом предосторожности, который требует действий, чтобы избежать возможных необратимых последствий задолго до того, как все научные детали вопроса определены [Willi et al., 2021]. 

Главный урок Кигалийской поправки заключается в том, что исследования, анализ и публикации учёных, посвящённые текущим и возникающим экологическим угрозам, необходимы для успешных и своевременных политических действий по их устранению. Как сказал Шервуд Роуленд на круглом столе Белого дома по изменению климата в 1997 году, перефразируя других до него: «Если не мы, то кто; если не сейчас, то когда?"

Выдающаяся дюжина 

Chipperfield, M. P., et al. (2015), Quantifying the ozone and ultraviolet benefits already achieved by the Montreal Protocol, Nat. Commun., 6, 7233, https://doi.org/10.1038/ncomms8233.

Molina, M., and D. Zaelke (2013), A Comprehensive Approach for Reducing Anthropogenic Climate Impacts Including Risk of Abrupt Climate Changes, Fate of Mountain Glaciers in the Anthropocene, Proceedings of the Working Group, 2-4 April 2011, edited by P. J. Crutzen, L. Bengtsson, and V. Ramanathan, Scripta Varia 118, Pontifical Acad. of Sci., Vatican City, www.pas.va/content/dam/casinapioiv/pas/pdf-volumi/scripta-varia/sv118/sv118-molina-zaelke.pdf.

Molina, M., et al. (2009), Reducing abrupt climate change risk using the Montreal Protocol and other regulatory actions to complement cuts in CO₂ emissions, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 106, 20,616–20,621, https://doi.org/10.1073/pnas.0902568106.

Montzka, S. A., et al. (2015), Recent trends in global emissions of hydrochlorofluorocarbons and hydrofluorocarbons—Reflecting on the 2007 adjustments to the Montreal Protocol, J. Phys. Chem. A, 119, 4,439–4,449, https://doi.org/10.1021/jp5097376.

Rogelj, J., et al. (2014), Disentangling the effects of CO₂ and short-lived climate forcer mitigation, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 111, 16,325–16,330, https://doi.org/10.1073/pnas.1415631111.

Solomon, S., et al. (2010), Persistence of climate changes due to a range of greenhouse gases, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 107, 18,354–18,359, https://doi.org/10.1073/pnas.1006282107.

Velders, G. J. M., et al. (2007), The importance of the Montreal Protocol in protecting climate, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 104, 4,814–4,819, https://doi.org/10.1073/pnas.0610328104.

Velders, G. J. M., et al. (2009), The large contribution of projected HFC emissions to future climate forcing, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 106, 10,949–10,954, https://doi.org/10.1073/pnas.0902817106.

Velders, G. J. M., et al. (2012), Preserving Montreal Protocol climate benefits by limiting HFCs, Science, 335, 922–923, https://doi.org/10.1126/science.1216414.

Velders, G. J. M., et al. (2015), Future atmospheric abundances and climate forcings from scenarios of global and regional hydrofluorocarbon (HFC) emissions, Atmos. Environ., 123A, 200–209, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.10.071.

Xu, Y., et al. (2013), The role of HFCs in mitigating 21st century climate change, Atmos. Chem. Phys., 13, 6,083–6,089, https://doi.org/10.5194/acp-13-6083-2013. 

Zaelke, D., S. O. Andersen, and N. Borgford-Parnell (2012), Strengthening ambition for climate mitigation: The role of the Montreal Protocol in reducing short-lived climate pollutants, Rev. Eur. Compliance Int. Environ. Law, 21(3), 231–242, https://doi.org/10.1111/reel.12010.

Цитируемая литература

Ajavon, A.-L., et al. (2015), Synthesis of the 2014 reports of the Scientific, Environmental Effects, and Technology & Economic Assessment Panels of the Montreal Protocol, U.N. Environ. Programme, Nairobi, ozone.unep.org/sites/default/files/2019-05/SynthesisReport2014_0.pdf.

Andersen, S. O., and K. M. Sarma (2002), Protecting the Ozone Layer: The United Nations History, edited by Lani Sinclair, Earthscan, London, digitallibrary.un.org/record/474462.

Benedick, R. E. (1998), Ozone Diplomacy: New Directions in Safeguarding the Planet, enlarged ed., Harvard Univ. Press, Cambridge, Mass., www.jstor.org/stable/j.ctv1smjv7m.

Farman, J. C., B. G. Gardiner, and J. D. Shanklin (1985), Large losses of total ozone in Antarctica reveal seasonal ClOx/NOx interaction, Nature, 315, 207–210, https://doi.org/10.1038/315207a0.

Hunter, D., J. Salzman, and D. Zaelke (2022), International Environmental Law and Policy, 6th ed., chap. 10, section V, Foundation, St. Paul, Minn.

Molina, M. J., and F. S. Rowland (1974), Stratospheric sink for chlorofluoromethanes: Chlorine atom-catalysed destruction of ozone, Nature, 249, 810–812, https://doi.org/10.1038/249810a0.

Ramanathan, V. (1975), Greenhouse effect due to chlorofluorocarbons: Climatic implications, Science, 190(4209), 50–52, https://doi.org/10.1126/science.190.4209.50.

Technology and Economic Assessment Panel (2021), Continued provision of information on energy-efficient and low-global-warming-potential technologies, volume 4: Decision XXXI/7, U.N. Environ. Programme, Nairobi, eta-publications.lbl.gov/sites/default/files/teap-eetf-report-may2021.pdf.

Tolba, M. K., and I. Rummel-Bulska (2008), Global Environmental Diplomacy: Negotiating Environmental Agreements for the World, 1973–1992, MIT Press, Cambridge, Mass.

Velders, G. J. M., et al. (2007), The importance of the Montreal Protocol in protecting climate, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 104, 4,814–4,819, https://doi.org/10.1073/pnas.0610328104.

Willi, K. et al. (2021), The precautionary principle and the environment: A case study of an immediate global response to the Molina and Rowland warning, ACS Earth Space Chem., 5(11), 3,036–3,044, https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.1c00244.

World Meteorological Organization (WMO) (2018), Scientific assessment of ozone depletion: 2018, Global Ozone Res. Monit. Proj. Rep. 58, 588 pp., Geneva, Switzerland, csl.noaa.gov/assessments/ozone/2018/.

Zaelke, D., et al. (2018), Primer on HFCs: Fast action under the Montreal Protocol can limit growth of hydrofluorocarbons (HFCs), prevent 100 to 200 billion tonnes of CO₂-eq by 2050, and avoid up to 0.5°C of warming by 2100, Inst. for Governance and Sustainable Dev., Washington, D.C., www.igsd.org/wp-content/uploads/2018/01/HFC-Primer-v11Jan18.pdf.

 

Ссылка: https://eos.org/features/setting-the-stage-for-climate-action-under-the-montreal-protocol

 

Разумное управление рисками требует рассмотрения сценариев от «плохого» до «наихудшего». Тем не менее, для изменения климата такое потенциальное будущее плохо изучено. Может ли антропогенное изменение климата привести к всемирному социальному коллапсу или даже к вымиранию человечества? В настоящее время это опасно малоизученная тема. В то же время есть достаточно оснований подозревать, что изменение климата может привести к глобальной катастрофе. Анализ механизмов этих экстремальных последствий может помочь стимулировать действия, повысить устойчивость и информировать политику, включая меры реагирования на чрезвычайные ситуации. Авторы обрисовывают в общих чертах современные знания о вероятности экстремальных изменений климата, обсуждают, почему важно понимать самые худшие случаи, формулируют причины для беспокойства по поводу катастрофических результатов, определяют ключевые термины и выдвигают программу исследований. Предлагаемая повестка дня охватывает четыре основных вопроса: 1) Какова вероятность того, что изменение климата вызовет массовые вымирания? 2) Какие механизмы могут привести к массовой смертности и заболеваемости людей? 3) Какова уязвимость человеческих сообществ к каскадам рисков, вызванных изменением климата, таких как конфликты, политическая нестабильность и системный финансовый риск? 4) Как можно с пользой синтезировать эти многочисленные доказательства — вместе с другими глобальными опасностями — в «комплексную оценку катастрофы»? Научному сообществу пора заняться проблемой лучшего понимания катастрофического изменения климата.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2108146119

 

Изменения содержания тепла в океане обеспечивают меру потепления океана (с воздействием на систему Земли). В этом обзоре обобщены оценки прошлых и будущих изменений содержания тепла в океане с использованием наблюдений и моделей. Верхние 2000 м Мирового океана значительно нагрелись с 1950-х годов, увеличившись на 351 ± 59,8 ЗеттаДж (1 ЗеттаДж = 10²¹ Дж) с 1958 по 2019 гг. Скорость потепления увеличилась с <5 до ~10 ЗеттаДж год^-1 с 1960-х по 2010-е гг. Наблюдаемое усреднённое по площади потепление является самым большим в Атлантическом и южных океанах и составляет 1,42 ± 0,09 × 109 и 1,40 ± 0,09 × 10⁹Дж м⁻², соответственно, для верхних 2000 м за 1958–2019 гг. В этих наблюдаемых структурах притока тепла преобладает его перераспределение. Прогнозы, ограниченные наблюдениями, предполагают, что историческое потепление океана в этом столетии будет необратимым, а суммарное потепление зависит от сценария выбросов. К 2100 г. прогнозируемое потепление на верхних 2000 м будет в 2–6 раз выше, чем наблюдалось до сих пор, в диапазоне от 1 030 [839–1 228] ЗеттаДж до 1 874 [1 637–2 109] ЗеттаДж для сценариев с низким и высоким уровнем выбросов, соответственно. Прогнозируется, что Тихий океан будет крупнейшим резервуаром тепла из-за его размера, но усреднённое по площади потепление останется самым сильным в Атлантическом и южном океанах. Потепление океана имеет обширные последствия, которые создают риски для морских экосистем и общества. Прогнозируемые изменения требуют продолжения и улучшения наблюдений и совершенствования моделей, наряду с улучшением оценки неопределённости.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00345-1

 

Метеорологические внезапные засухи (МВЗ) представляют собой субсезонные явления, характеризующиеся быстрым началом/усилением. В этом исследовании оцениваются изменения в тенденциях и горячих точках МВЗ для настоящего и пяти будущих сценариев воздействия SSP CMIP6 (SSP-FS) в глобальном, континентальном и региональном масштабах. Анализ результатов 12 глобальных климатических моделей показывает, что в глобальном масштабе частота, продолжительность и тяжесть МВЗ, по прогнозам, увеличатся примерно на 20–50%, 20–58% и 26–62% соответственно, с наибольшей вероятностью возникновения в летний сезон. Горячие точки МВЗ оказались заметными в засушливых и полузасушливых зонах. Прогнозируется, что риск воздействия МВЗ возрастёт в ~1,5 раза на большинстве континентов, с самым высоким риском на Индийском субконтиненте. Кроме того, в Европе и Южной Америке, которые в настоящее время менее подвержены влиянию МВЗ, прогнозируется значительное увеличение горячих точек (~122–127%) при самом тёплом из сценариев SSP-FS. Определены LULC (land-use/landcover) - классы и диапазоны высот, наиболее уязвимые для МВЗ, а также региональные потенциальные гидрометеорологические факторы, провоцирующие развитие МВЗ.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00302-1