Климатический центр Росгидромета

Новости

Сентябрь приносит рекордно высокие температуры и низкий уровень морского льда

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

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

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

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

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

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

31Самый тёплый сентябрь в Европе за всю историю наблюдений

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

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

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

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

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

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

32

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

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

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

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

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

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

33

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

Печать

Nature Communications: Изменчивость температуры означает больший экономический ущерб от изменения климата

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

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

Печать

Полярный лёд, водяной пар в атмосфере - главные факторы изменения в расчётах климатических моделей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Печать

В 2020 году озоновая дыра в Антарктике оказалась большой и глубокой

21

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

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

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

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

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

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

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

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

22

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

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

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

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

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

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

Печать

Самая тёплая погода на Антарктическом полуострове за последние десятилетия

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

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

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

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

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

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

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

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

Печать

Гидрометеорологи помогут регионам адаптироваться к изменениям климата

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

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

Без науки не получится

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

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

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

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

Адаптация – дело каждого

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

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

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

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

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

Что посеешь, то и пожнешь

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

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

Изменения к лучшему?

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

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

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

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

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

Печать

Произойдет ли катастрофа из-за таяния вечной мерзлоты?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

— Расскажите, как работает эта технология.

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

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

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

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

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

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

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

— А специалистов хватает?

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

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

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

— И кому он адресован?

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

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

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

Печать

Опубликован информационный бюллетень "Изменение климата" №86, август-сентябрь 2020 г.

Главные темы номера:

  • Доклад о научно-методических основах для разработки стратегий адаптации к изменениям климата в Российской Федерации
  • Гидрометцентр России: лето 2020 года стало самым теплым на Северном полушарии в истории метеонаблюдений
  • 85 лет научному журналу «Метеорология и гидрология»

Также в выпуске:

  • Президент России Владимир Путин выступил с видеообращением на пленарном заседании юбилейной сессии Генеральной Ассамблеи ООН
  • Руководитель Росгидромета Игорь Шумаков включен в состав Комиссии РФ по делам ЮНЕСКО
  • Минэкономики представило новый план по снижению энергопотерь в российской экономике
  • Институт развития Внешэкономбанка (ВЭБ.РФ) опубликовал первую версию методических рекомендаций по зелёному финансированию
  • Проект по оценке влияния изменений климата на пресноводные организмы в Арктике
  • Первый в России полигон для расчёта углеродного баланса презентовали в Калужской области
  • Таяние мерзлоты может заставить переносить города
  • Новые публикации в российских и зарубежных научных изданиях
  • Межведомственный отчет ведущих научных организаций: пандемия коронавируса не остановила глобальное изменение климата

 pdf Текст бюллетеня

Печать

Nature: Худшее для ледникового щита Гренландии ещё впереди

Оценка прошлой, настоящей и будущей потери льда ледникового щита Гренландии показывает, что её темпы в двадцать первом веке будут намного выше, чем когда-либо за последние 11 700 лет.

02

Ледяной щит Гренландии теряет лёд с возрастающей скоростью из-за повышения температуры воздуха и океана. В настоящее время таяние ледяного покрова приводит к повышению среднего глобального уровня моря примерно на 0,7 миллиметра в год (см. Go.nature.com/3mrkuw8), но модели предсказывают, что к 2100 году скорость подъёма может достигнуть от 2 до 7 мм в год. Прогнозируемые темпы потери ледникового покрова никогда не оценивались в контексте его естественной изменчивости. Бринер и др. (Briner et al.) восполнили этот пробел в знаниях, смоделировав эволюцию ледяного покрова Гренландии на протяжении всей эпохи голоцена, то есть за последние 11 700 лет. Они показали, что, хотя нынешние скорости таяния сравнимы с самыми высокими темпами в голоцене, будущие скорости, вероятно, превысят их.

Нынешнее отступление ледовой границы Гренландии вызвано отступлением «стекающих» ледников - больших ледяных рек, заканчивающихся узкими фьордами, истощающими внутреннюю часть ледяного покрова. Это отступление происходит в ответ на повышение температуры океана и будет продолжать играть ключевую роль в потере ледяной массы в XXI веке. Однако поток «стекающих» ледников определяется геометрией нижележащих подводных каналов, которые простираются для крупных ледников всего на 100 километров вглубь суши. Следовательно, площадь ледяного покрова, контактирующего с океаном, намного меньше площади, открытой для атмосферы (рис. 1). Таким образом, на протяжении тысячелетий атмосферные условия, такие как изменения количества осадков и температуры воздуха, имеют большее значение для протяжённости льда, чем отступление периферийных ледников.

Для расчёта количества льда, которое было накоплено или потеряно за год в течение голоцена, предыдущие исследования обычно полагались на оценку прошлых температур воздуха на основе стандартизированных соотношений (обозначаемых δ18O) содержаний стабильных изотопов кислорода-18 и кислорода-16 в молекулах воды, из которых состоят ледяные ядра. Поскольку вода, содержащая изотоп 18O, испаряется медленнее и конденсируется более легко, чем вода, содержащая 16O, δ18O даёт информацию о температуре воздуха в периоды, когда выпадал снег. Затем для оценки прошлых осадков используется простое масштабирование между реконструкцией прошлой температуры воздуха и сегодняшними осадками.

Бринер и его коллеги придерживаются другого подхода. Вместо того, чтобы использовать только реконструкции δ18O, авторы используют набор историй климата, опубликованных в этом году, которые были получены путем объединения климатических модельных расчётов с реконструкциями климата δ18O и измерениями толщины ледяного покрова по кернам льда. Модель климата рассчитывает изменения в количестве осадков в ответ на изменения формы ледяного покрова и обеспечивает лучшую реконструкцию осадков, чем в рамках масштабного подхода.

Авторы использовали эти исторические данные для моделирования эволюции западно-юго-западной части ледникового щита с достаточно высоким пространственным разрешением, чтобы выявить ключевые физические процессы. Они выбрали эту относительно небольшую территорию по двум причинам. Во-первых, уменьшение исследуемой области снижает вычислительные затраты, которые высоки при моделировании с высоким разрешением. Во-вторых, эта конкретная часть ледяного щита лежит в основном над сушей, поэтому её легче моделировать: морские границы добавляют ещё один уровень сложности. Считается, что этот район является репрезентативным для всего ледяного покрова, но будущая работа должна это подтвердить.

Используя такую модель, Бринер и др. воспроизвели временной ряд границы льда, длящийся с 11 700 лет назад до 2100 года. Заглянув в прошлое, авторы обнаружили, что ледниковый щит западно-юго-западной части отступил на восток между 12 000 и 7 000 лет назад, после чего изменения во времени были минимальными. На пике потери льда ледяной покров сокращался до 6000 гигатонн в столетие. Временные ряды показывают, что потеря массы сегодня находится на аналогичном уровне, около 6 100 Гт в столетие. Но худшее ещё впереди: потеря ледяного покрова в XXI веке, по прогнозам, составит от 8 800 до 35 900 Гт, в зависимости от того, насколько концентрации парниковых газов в атмосфере будут возрастать (рис. 2). Это приведёт к повышению уровня моря на 2-10 см к 2100 году.

01

Точные прогнозы будущей потери массы в Гренландии и Антарктиде имеют большое социальное значение, поэтому ключевой вопрос заключается в том, верна ли модель авторов. Хороший способ оценить точность модели - сопоставление истории, при котором модель тестируется путём ввода данных об известных или точно оценённых прошлых событиях, чтобы увидеть, насколько хорошо выходные данные соответствуют наблюдениям. Бринер и его коллеги придерживаются этого подхода. Авторы показывают, что их оценки для голоцена хорошо согласуются с недавно опубликованными геологическими реконструкциями положения границ льда в юго-западной части Гренландии в период голоцена.

Точное воспроизведение современной потери массы остаётся сложной задачей, но крайне важно для надёжных прогнозов будущего вклада Гренландии в повышение уровня моря. Модель, недооценивающая сегодняшнюю потерю массы, также может недооценить завтрашнюю. Хотя Бренер и др. показывают, что их модель способна отслеживать положение границ льда в голоцене, будущая работа должна продемонстрировать, что модель также может точно воспроизводить современную потерю массы. Фактически, любые модели, используемые для оценки будущей потери массы, следует оценивать на основе того, насколько хорошо они соответствуют историческим и современным наблюдениям.

Благодаря работе Бринера и его коллег мы теперь на один шаг ближе к цели точного и надёжного прогнозирования потери массы ледникового щита Гренландии. Однако мы также всё больше убеждаемся в том, что скоро столкнемся с беспрецедентными темпами потери льда в Гренландии, если выбросы парниковых газов не будут существенно сокращены.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/d41586-020-02700-y

Печать

EOS: Землетрясения показывают, насколько быстро нагревается океан

Учёные подсчитали путём измерения времени распространения звуковых волн, приводимых в движение землетрясениями, что Индийский океан нагревается примерно на 0,044 К за десятилетие.

По мере того, как парниковые газы накапливаются в атмосфере Земли, планета удерживает тепло, которое в противном случае рассеивалось бы в космосе. Большая часть этого дополнительного тепла поглощается океаном, и теперь исследователи обратились к «неправдоподобному» источнику данных - землетрясениям - чтобы изучить, насколько быстро нагревается морская вода. Их измерения показывают, что Индийский океан нагревается примерно на 0,044 К за десятилетие. Авторы сообщают, что это значительно быстрее, чем скорость нагрева, измеренная массивом автономных буёв.

Климатический кардиостимулятор

Более 90% энергии, задерживаемой парниковыми газами, в конечном итоге расходуется на нагрев океана. По словам Йорна Кэллиса (Jörn Callies), океанолога из Калифорнийского технологического института в Пасадене и соавтора нового исследования, в результате глобальный океан является своего рода кардиостимулятором климата. «Океан играет важную роль в климатической системе».

Но понять, насколько быстро нагревается океан, до недавнего времени было довольно сложно. «Вы должны опустить прибор за борт корабля и измерить температуру», - сказал Кэллис. Этот трудоёмкий процесс привёл к неоднозначному и предвзятому освещению событий, потому что, например, моряки мало интересовались плаванием по печально известному суровому Южному океану.

Однако всё изменилось в 2000 году, когда был запущен первый автономный буй Арго. Каждый из этих роботизированных инструментов длиной около метра движется вверх и вниз по толщине воды и снимает повторяющиеся показания проводимости, температуры и давления океана. Около 4000 буёв Арго теперь бродят по мировому океану, дрейфуя с течением.

Идя глубже, чем Арго

Но возможности буёв Арго ограничены: они не опускаются глубже примерно 2000 метров. (Программа, известная как Deep Argo, в настоящее время разворачивается, она отправит буи на глубину 6000 метров). Чтобы лучше понять, как нагревается океан, в том числе на больших глубинах, Кэллис и его коллеги отвергли предложенную более 40 лет назад идею: измерять изменения времени распространения звуковых волн в воде.

Физика утверждает, что звуковые волны быстрее распространяются в более тёплой воде. Но исследователи в 1990-х годах обнаружили, что создание под водой звуковых волн, например, с помощью громкоговорителей сопряжено с определенными трудностями, сказал Брюс Корнуэль (Bruce Cornuelle), физик-океанограф из Института океанографии Скриппса в Ла-Хойя, штат Калифорния, не участвовавший в исследовании. «Создание источников звука - дорогое удовольствие, и было много вопросов о том, как это повлияет на морских млекопитающих».

Кэллис и его коллеги решили обратиться к естественному источнику звуковых волн. «Мы используем генерацию звука, происходящую при землетрясениях», - сказал Кэллис. Когда сейсмические волны сотрясают морское дно, они генерируют звуковые волны в океане. Эти волны распространяются со скоростью примерно 1,5 километра в секунду - намного медленнее, чем первичные и вторичные сейсмические волны - и они снова преобразуются в сейсмические волны, когда опять попадают на морское дно.

Поиск близнецов

Каллис и его сотрудники сосредоточили свое внимание на регионе недалеко от индонезийского острова Суматра, одном из самых подверженных землетрясениям мест в мире. По словам Венбо Ву (Wenbo Wu), сейсмолога из Калифорнийского технологического института и ведущего автора нового исследования, это место особенное. «Субдукция (погружение одной плиты земной коры под другую во время их столкновения) там случается регулярно». Поскольку это происходит многократно на одном и том же участке разлома, происходит генерация землетрясения с почти идентичной формой волны. Эти «повторяющиеся землетрясения» могут быть разделены во времени часами, днями или годами.

Используя каталог землетрясений, составленный Международным сейсмологическим центром, ученые выделили 2047 пар повторяющихся землетрясений, произошедших недалеко от Суматры с 2004 по 2016 гг. Обнаружение этих повторов сделало возможным это исследование, сказал Каллис. По его словам, сейсмические волны повторяющихся землетрясений происходят в одном и том же месте, поэтому любые изменения во времени прохождения можно привязать к изменениям температуры океана. «Если бы мы не использовали ретрансляторы, неопределённость в местоположении землетрясения заглушила бы любые сигналы океана».

Для каждой пары повторяющихся землетрясений исследователи рассчитали разницу во времени прохождения волн между их источником на Суматре и сейсмическим приёмником на Диего-Гарсия, атолле, расположенном примерно в 3000 км и являющемся частью Британской территории в Индийском океане.

Авторы обнаружили, что разница во времени в пути - обычно несколько десятых секунды - имеет тенденцию увеличиваться со временем. Это признак потепления океана …

Ярко выраженная тенденция к потеплению

Исследователи сообщили в прошлом месяце в журнале Science, что в среднем Индийский океан в период с 2004 по 2016 гг. нагревался примерно на 0,044 К за десятилетие,. Это примерно на 70% больше, чем рассчитанная по данным Арго скорость 0,026 К за десятилетие. По словам Кэллиса, это расхождение в некоторой степени является ожидаемым, поскольку два набора данных исследуют разные части водной толщи. Обнадёживает то, что оба набора данных демонстрируют колебания температуры воды с одинаковыми периодами - 6 и 12 месяцев - которые, скорее всего, вызваны сезонностью.

Эти результаты интригуют, но есть ещё кое-что, что надо исследовать, - сказал Корнуэль из Скриппса. Например, важно понимать, насколько разница во времени прохождения связана с истинными изменениями температуры по сравнению с небольшими сдвигами в местах землетрясений, сказал он.

По словам Кэллиса, в будущем было бы полезно использовать подводные приёмники - гидрофоны - для непосредственного обнаружения бегущих звуковых волн, а не полагаться на их преобразование обратно в сейсмические волны и улавливание наземных сейсмических датчиков. Это позволило бы проводить измерения даже при более мелких, а значит, более многочисленных землетрясениях.

По словам Кэллиса, есть также возможность смотреть на звуковые волны разных частот с целью изучить изменения температуры на разных водных глубинах. «Увеличивая частоту, вы можете почувствовать различия в разных частях водяного столба». Исследователи предполагают, что это исследование было сосредоточено на частотах от 1,5 до 2,5 герц, но должно быть возможным и для частот от 1,0 до 10,0 герц. «Это дело будущего», - сказал Кэллис.

Ссылка: https://eos.org/articles/earthquakes-reveal-how-quickly-the-ocean-is-warming

Печать