Климатический центр Росгидромета

Новости

PNAS: Важность внутренней изменчивости климата в прогнозах его воздействия  

 

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

Печать

EOS: Создание основы для действий по борьбе с изменением климата в соответствии с Монреальским протоколом

  

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

Печать

PNAS: Климатический финал: изучение сценариев катастрофического изменения климата  

 

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

Печать

Nature Reviews Earth & Environment: Прошлое и будущее потепление океана 

 

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

Печать

npj Climate and Atmospheric Science: Метеорологические прогнозы риска внезапных засух на основе сценариев изменения климата CMIP6 

 

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

Печать

EOS: Отслеживание антропогенного выброса углекислого газа в океан  

 

Исследователи пометили антропогенно выбрасываемый углерод и отследили его с помощью модели циркуляции океана, чтобы определить, попадает ли он в атмосферу или в море. 

В результате сжигания ископаемого топлива, вырубки лесов и другой промышленной и сельскохозяйственной деятельности люди повысили глобальные уровни содержания углекислого газа (CO2) в атмосфере до более чем 415 частей на миллион. Эта концентрация представляет собой увеличение на 135 частей на миллион по сравнению с доиндустриальными временами в конце XVIII века. Часто предполагается, что это увеличение СО2 полностью состоит из антропогенных выбросов СО2, но новое исследование ставит под сомнение это предположение.

Чтобы исследовать стандартное представление о судьбе антропогенно выбрасываемого углерода, Хольцер и ДеВрис (Holzer and DeVries) маркировали CO2 по мере его выброса и отслеживали его с помощью модели циркуляции океана, ассимилированной с данными. Этот метод позволил им разделить суммарные изменения в запасах углерода в атмосфере и океане либо на антропогенный выброс, либо на природный углерод. Модель прослеживала путь выброшенного углерода с 1780 по 2020 гг. с использованием так называемого линейного индикатора маркировки. Исследователи использовали этот метод маркировки в других приложениях, но никогда не отслеживали антропогенный углерод. 

Моделирование показало, что только 45% прироста атмосферного углерода за последние несколько столетий произошло за счёт антропогенно выбрасываемого углерода, а остальные 55% приходится на природный углерод, выделившийся из океана. Исследователи также обнаружили, что океан накопил почти в два раза больше выбрасываемого углерода, чем предполагалось ранее. 

Механизм дегазации - химия карбонатов морской воды. По мере того, как растворённый неорганический углерод накапливается в океане, моря всё больше отдают в атмосферу CO2, который был растворён в океане до промышленной революции. К 2020 году, как показало моделирование, океан терял одну доиндустриальную молекулу CO2 на каждые 2,2 испущенных молекулы CO2, которые он поглощал. Иными словами, с 1780 года океаны выделили примерно 160 Петаграмм (1 Пг = 1×1015 г) природного углерода, поглотив при этом 350 Пг выбрасываемого углерода, что даёт суммарное увеличение примерно на 190 Пг углерода, хранящегося в океане.

Исследователи отмечают, что их результаты не оспаривают оценки антропогенных изменений в глобальных запасах углерода. Скорее, они количественно определяют, куда попадает выбрасываемый углерод, и иллюстрируют, что индикаторы линейной маркировки являются эффективным и мощным инструментом для количественной оценки эффектов нелинейных процессов в климатической системе (Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2022GB007405, 2022).

 

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/tracing-anthropogenically-emitted-carbon-dioxide-into-the-ocean

Печать

Science Advances: Увеличение сезонной амплитуды атмосферного содержания CO2 за счёт изменения стока углерода в Южном океане 

 

Повышенная сезонная амплитуда атмосферного содержания CO2 до сих пор рассматривалась главным образом как явление Северного полушария. Тем не менее, анализ записей концентрации CO2 в атмосфере с 49 станций в период с 1980 по 2018 гг. выявил существенные тенденции и вариации этой амплитуды в глобальном масштабе. В то время как до 2000 г. в большинстве мест не наблюдается никаких существенных трендов, после 2000 г. в южных высоких широтах появляются сильные положительные тенденции. Используя факторное моделирование с использованием модели атмосферного переноса и анализа данных наблюдений Pco2 на поверхности океана, авторы показали, что это увеличение лучше всего объясняется началом усиления сезонного обмена CO2 между воздухом и морем над Южным океаном примерно в 2000 году. В основе этих изменений лежит долгосрочная тенденция закисления океана, имеющая тенденцию к усилению сезонных потоков воздуха и моря, но эта тенденция видоизменяется десятилетней изменчивостью стока углерода в Южном океане. Таким образом, сезонные вариации атмосферного содержания CO2 становятся чувствительным регистратором вариаций стока углерода в Южном океане.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq0220

Печать

Science Advances: Снижение неопределённости прогнозов локальной температуры  

 

Планирование адаптации к изменению климата требует точных климатических прогнозов. Недавние исследования показали, что неопределённость прогнозов глобальной средней приземной температуры можно значительно уменьшить с помощью результатов исторических наблюдений. Однако перенос этих результатов на местный масштаб пока недоступен. Авторы адаптировали инновационный статистический метод, сочетающий в себе оценки эволюции климата моделями последнего поколения, глобальные и локальные наблюдения, чтобы уменьшить неопределённость прогнозов локальной температуры. Воспользовавшись тесными связями между локальной и глобальной температурой, можно вывести локальные последствия глобальных ограничений. Модельная неопределённость снижается на 30-70% в любой точке мира, что позволяет существенно улучшить количественную оценку рисков, связанных с будущим изменением климата. Тщательная оценка этих результатов в рамках усовершенствованной модели указывает на их надёжность, что приводит к высокой уверенности в наших климатических прогнозах.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo6872

Печать

Nature Communications Earth & Environment: Деградация многолетней мерзлоты увеличивает риск и большие будущие затраты на инфраструктуру на Третьем полюсе  

 

Ущерб инфраструктуре, вызванный деградацией приповерхностной многолетней мерзлоты, напрямую связан с благополучием 10 миллионов человек и устойчивым развитием Цинхай-Тибетского нагорья, Третьего полюса Земли. Авторы определяют экономический ущерб, причиняемый деградацией многолетней мерзлоты инфраструктуре на Цинхай-Тибетском нагорье, путём интеграции сценарного прогноза на основе данных, индекса множественных опасностей и модели замещения продолжительности жизни. Обнаружено, что к 2090 году для поддержания функции обслуживания существующей инфраструктуры в соответствии с историческим сценарием (SSP245) потребуются дополнительные затраты в размере примерно 6,31 млрд. долларов США. В то же время 20,9% этих потенциальных затрат можно сэкономить за счёт стратегических адаптаций. Борьба с глобальным потеплением до уровня ниже 1,5°C сократит расходы на 1,32 миллиарда долларов по сравнению с целью Парижского соглашения на уровне 2°C. Эти результаты подчёркивают важность смягчения последствий глобального потепления и инвестиций в адаптацию и обслуживание инфраструктуры на Цинхай-Тибетском нагорье, имеющем немногочисленное население, но являющимся горячей климатической точкой.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00568-6

Печать

Nature Communications: Неопределённая потеря массы имеющих выход к морю ледников Северного полушария за 2000–2020 гг. 

 

В Северном полушарии около 1500 ледников, что составляет 28% площади оледенения за пределами Гренландского ледяного щита, заканчиваются в океане. Потеря массы ледников на границе лёд-океан, известная как фронтальная абляция, ещё не получила всесторонней количественной оценки. Здесь оценена десятилетняя фронтальная абляция по измерениям расхода льда и изменения положения конечной точки с 2000 по 2020 гг. Исправлена погрешность и перекрёстно проверены оценки и неопределённости посредством использования независимых источников. В период с 2000 по 2010 гг. фронтальная абляция ледников, оканчивающихся в море, вносила в океан в среднем 44,47 ± 6,23 Гт год-1 льда, а с 2010 по 2020 гг. 51,98 ± 4,62 Гт год-1. Сток льда с 2000 по 2020 гг. был эквивалентен 2,10 ±   0,22 мм повышения уровня моря и это составляло примерно 79% фронтальной абляции, а оставшаяся часть - от конечного отступления. Наиболее пострадавшие прибрежные районы включают Аустфонну, Шпицберген и центральную часть Северной Земли, российскую Арктику и несколько фьордов Аляски.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33231-x

Печать