Сотни миллионов людей не имеют доступа к безопасной воде и санитарии. Изменит ли что-нибудь первая за почти 50 лет конференция ООН по водным ресурсам?

 Завтра начинается конференция ООН по водным ресурсам. Трёхдневное мероприятие, организованное совместно Нидерландами и Таджикистаном, пройдет в штаб-квартире ООН в Нью-Йорке и станет первым подобным мероприятием почти за полвека. За это время всё большее число людей во всём мире получили доступ к безопасной воде и санитарии (см. «A Tale of two halves») — за исключением стран Африки к югу от Сахары (см. «The neglect of Africa»), где число людей без доступа к безопасной питьевой воде больше, чем в 2000 году. Во всём мире около 500 миллионов человек вынуждены прибегать к открытой дефекации, а ещё миллионы зависят от источников загрязнённой воды. Может ли эта конференция что-то изяменить? 

Почему Организации Объединённых Наций потребовалось 46 лет, чтобы организовать конференцию, посвящённую воде? 

Самый простой ответ заключается в том, что вода (как отдельная тема) не занимала приоритетного места в международной политике устойчивого развития — по крайней мере, до сих пор, — говорит Рэйчел Макдоннелл (Rachael McDonnell), заместитель генерального директора по исследованиям в целях развития в Международном институте управления водными ресурсами, базирующемся в Риме. Первая конференция ООН по водным ресурсам состоялась в Мар-дель-Плата, Аргентина, в 1977 г. Представители 118 стран и территорий встретились в течение 12 дней и приняли План действий, в котором рекомендовалось, чтобы страны достигли всеобщего доступа к чистой воде и санитарии к 1990 году, чтобы избежать глобального водного кризиса к концу ХХ века. Несколько стран с низким доходом обратились за финансовой поддержкой, но получили отказ, и вместо этого было предложено исследование о том, как финансировать водные проекты, о чём сообщал журнал Nature в то время. В 2015 году международное сообщество поставило цель к 2030 году (в соответствии с Целями устойчивого развития ООН, ЦУР) по обеспечению всех чистой водой и санитарией. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Детского агентства ООН ЮНИСЕФ, по состоянию на 2020 год около двух миллиардов человек всё ещё не имели дома безопасной питьевой воды, а около трети людей не имели дома элементарных приспособлений для мытья рук. При нынешних темпах улучшения ситуации к 2030 году 1,6 миллиарда человек по-прежнему не будут иметь доступа к безопасной питьевой воде дома.

Вода не была приоритетом ни на конференции ООН по продовольственной безопасности в сентябре 2021 года, ни на прошлогодней COP27 по климату в Египте, говорит Хенк Овинк (Henk Ovink), специальный посланник Нидерландов по международным водным вопросам. Вода должна занять прочное место в любом последующем процессе ООН, подчёркивает он. К ним относятся Момент подведения итогов продовольственных систем ООН, который пройдёт в Риме в июле, Саммит ЦУР в сентябре в Нью-Йорке и COP28 в Дубае в ноябре. «Мы не можем ждать ещё 46 лет, потому что то, что происходит сейчас, просто ужасно, и будет только хуже», — говорит Макдоннелл. 

Где кризис в его худшем проявлении? 

Водный кризис наиболее остро ощущается в странах с низким уровнем доходов — например, по оценкам, 70% населения стран Африки к югу от Сахары не имеют доступа к безопасной питьевой воде. 

Конференция должна уделить первоочередное внимание решению проблемы отсутствия водной безопасности в уязвимых сообществах, а также в конфликтных и постконфликтных ситуациях, говорит Кэрол Черфейн (Carol Cherfane), директор Арабского центра политики в области изменения климата, аналитического центра, связанного с ООН, базирующегося в Бейруте. В отчёте, опубликованном на этой неделе ЮНИСЕФ и ВОЗ, говорится, что в прошлом году от засухи в Сомали могло погибнуть до 43 000 человек (см. «Scorched Earth»)

Обеспечение лучшего доступа к воде для здравоохранения и санитарии является ещё одним неотложным приоритетом. У слишком многих людей нет другого выбора, кроме как использовать заражённую воду (см. «Faecal contamination»). В 2021 году каждое десятое медицинское учреждение в мире не имело санитарно-гигиенических услуг, и около 857 миллионов человек не имели доступа к водоснабжению в своих медицинских учреждениях, согласно более раннему совместному отчёту, также подготовленному ВОЗ и ЮНИСЕФ, в котором обобщаются данные о воде и санитарии за 20 лет.

На конференции также будет обсуждаться план более эффективного общения между странами, которые совместно используют свои водные ресурсы. Коалиция по трансграничному водному сотрудничеству была создана в парижской штаб-квартире научного агентства ООН ЮНЕСКО в конце прошлого года. Это будет особенно важно для стран Ближнего Востока и Северной Африки. Около двух третей «водных ресурсов арабских государств текут из-за пределов их национальных границ», — говорит Черфейн. «Трансграничный бассейновый подход очень важен не как инструмент создания конфликтов, а как инструмент создания возможностей для разговоров, сотрудничества и координации».

Как изменение климата влияет на водные ресурсы?

Согласно последнему (шестому) оценочному отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата, опубликованному на этой неделе, около половины населения мира уже подвергается риску острой нехватки воды по крайней мере в течение некоторого времени. Это число, вероятно, увеличится из-за последствий изменения климата, таких как обильные осадки, наводнения, засухи и лесные пожары. Если глобальные температуры превысят доиндустриальные температуры на 1,5°C, ожидается, что экстремальная сельскохозяйственная засуха (почвенная влажность) будет в два раза более вероятной во многих частях мира.

Приведёт ли конференция к заключению юридически обязывающего водного договора?

Конференция подготовит «программу действий по водным ресурсам». Но это потребует «добровольных обязательств», говорит Макдоннелл. «Нет ничего обязывающего, нет эквивалента Парижскому [климатическому] соглашению». Более того, нет ведущего органа ООН, ответственного за реализацию и мониторинг прогресса в достижении всех ЦУР, связанных с водными ресурсами. «Конференция оказалась в институциональной пустоте. Хотя мы сейчас очень заняты водной конференцией, мы не очень заняты водой», — говорит Овинк.

Но создание нового договора или институционального органа ООН займёт много лет. Вместо этого делегаты будут призывать к тому, чтобы водные ресурсы были приоритетными в существующих договорах и в системе ООН.

Некоторые страны потребуют дополнительных средств, особенно в виде грантов на такие проекты, как опреснение морской воды или очистка сточных вод. По словам Омара Саламе (Omar Salameh), представителя министерства водного хозяйства и ирригации Иордании, большая часть существующей международной поддержки — это кредиты. «Однако кредиты усугубляют финансовое давление на и без того испытывающую трудности экономику», — говорит он.

Ожидается, что генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш также увеличит сбор средств для своего объявленного на COP27 плана по созданию систем раннего предупреждения о климате во всех государствах-членах ООН, чтобы страны были лучше подготовлены к экстремальным явлениям. «Только половина из наших 193 членов имеет надлежащие службы раннего предупреждения», — говорит Петтери Таалас, генеральный секретарь базирующейся в Женеве, Швейцария, Всемирной метеорологической организации, которая работает с Гутерришем над реализацией плана. «В ближайшие пять лет нам нужно около трёх миллиардов долларов США», — добавляет Таалас. На данный момент из разных источников было собрано около 10% этой суммы.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/d41586-023-00842-3

Растёт обеспокоенность тем, что большинство климатических моделей предсказывают слишком частые осадки, вероятно, из-за отсутствия надёжной подсеточной изменчивости и вертикальных вариаций микрофизических процессов в тёплых облаках нижнего яруса. В этом исследовании параметры физики тёплых облаков в конфигурациях одномерной модели атмосферы NCAR версий 6 и 5 SCAM6 и SCAM5 оцениваются с использованием наземных и воздушных наблюдений из экспериментов DOE ARM Aerosol and Cloud Experiments и полевой кампании в Восточной Северной Атлантике (ACE-ENA) у Азорских островов в 2017–2018 гг. Моделирование на восьмимесячный срок показывает, что как SCAM6, так и SCAM5 в целом могут воспроизводить структуру морского пограничного слоя облаков, основные макрофизические свойства и их переход. Улучшение свойств тёплых облаков от физики от CAM5 к CAM6 можно обнаружить при сопоставлении с наблюдениями. Между тем, обе физические схемы занижают содержание воды в облаках, размер облачных капель и содержание воды в дождевой жидкости, но переоценивают количество осадков на поверхности. Смоделированные концентрации ядер конденсации в облаках сравнимы с наблюдаемыми с самолётов летом, но завышены в два раза зимой, в основном из-за погрешностей в переносе на большие расстояния антропогенных аэрозолей, таких как сульфаты. Также протестированы недавно откалиброванные параметры автоконверсии и нарастания, учитывающие вертикальные вариации размера капель. По сравнению с наблюдениями, в SCAM5 имеет место более значительное улучшение, чем в SCAM6. Этот результат, вероятно, объясняется введением подсеточных вариаций свойств облаков в микрофизику облаков CAM6, что дополнительно подавляет чувствительность схемы к отдельным микрофизическим параметрам тёплого дождя. Предсказанная восприимчивость облаков к возмущениям концентрации ядер конденсации в облаках в CAM6 находится в разумных пределах, что указывает на значительный прогресс по сравнению с CAM5, оказывающей слишком сильное косвенное воздействие аэрозолей. В настоящем исследовании подчёркивается важность понимания погрешностей в параметризации физики облаков путём объединения модельных оценок с наблюдениями на месте.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2023/egusphere-2023-587/

На сегодняшний день океан поглотил около 25% углерода, выбрасываемого человеком. Чтобы лучше предсказать, насколько сильно изменится климат, крайне важно понять, как этот сток углерода в океане будет реагировать на будущие выбросы. Авторы исследуют реакцию стока углерода в океане на сценарии с низким (SSP1-1.9, SSP1-2.6), промежуточным (SSP2-4.5, SSP5-3.4-OS) и высоким уровнем выбросов (SSP5-8.5) в моделях системы Земли CMIP6 и в MAGICC7, модели климатической углеродной системы пониженной сложности. В период с 2020 по 2100 гг. размер глобальных средних стоков примерно пропорционален размеру антропогенных выбросов. С ростом совокупных выбросов в этом столетии (SSP5-8.5 и SSP2-4.5) совокупный сток углерода в океане поглощает 20–30% совокупных выбросов с 2015 г. В сценариях, когда выбросы снижаются, океан поглощает всё большую долю выбросов (до 120% совокупных выбросов с 2015 г.). Несмотря на аналогичные результаты во всех моделях, сохраняется значительный количественный разброс в оценках кумулятивного стока до 2100 г. по каждому сценарию, до 50 Пг С в CMIP6 и 120 Пг С в ансамбле MAGICC7. Показано, что для всех сценариев, кроме SSP1-2.6, примерно половина этого будущего разброса может быть устранена, если результаты модели будут скорректированы таким образом, чтобы они согласовывались с современными оценками, основанными на наблюдениях. Принимая во внимание пространственное распределение потоков CO₂ между воздухом и морем в CMIP6, авторы обнаружили значительное среднезональное расхождение с набором недавно доступных ограничений, основанных на наблюдениях. Они пришли к выводу, что значительная часть неопределённости будущих стоков углерода в океане связана с современными ошибками в среднем состоянии потоков CO₂ в воздухе и море, которые, в свою очередь, связаны с модельными представлениями физики океана и биогеохимии. Приведение моделей в соответствие с современными оценками, основанными на наблюдениях, в региональном и глобальном масштабах может существенно уменьшить неопределённость в отношении будущей роли океана в поглощении антропогенного CO₂ из атмосферы и смягчении последствий изменения климата.

Ссылка: https://www.researchgate.net/publication/369049403_Modern_air-sea_flux_distributions_reduce_uncertainty_in_the_future_ocean_carbon_sink 

Водно-болотные угодья и пресноводные водоёмы (в основном озёра) являются крупнейшими естественными источниками парникового газа CH₄ в атмосферу. Были предприняты большие усилия для количественной оценки этих источников выбросов и их неопределённостей. Предыдущие исследования показывают, что могут быть значительные неопределённости, связанные с «двойным учётом» выбросов из пресноводных водоёмов и водно-болотных угодий. Авторы количественно оценивают выбросы метана как с суши, так и с пресноводных водоёмов в Панарктике с помощью двух биогеохимических моделей, сводя к минимуму двойной учёт в ландшафтном масштабе. Для управления моделями используются два непересекающихся набора данных динамических изменений площадей. По оценкам авторов, общие выбросы метана из Панарктики составляют 36,46 ± 1,02 Тг CH₄ год^-1 в течение 2000–2015 гг., из которых на водно-болотные угодья и пресноводные объекты приходятся 21,69 ± 0,59 Тг CH₄год^-1 и 14,76 ± 0,44 Tг CH₄ год^-1, соответственно. Эта оценка сужает разницу между предыдущими оценками в рамках подходов «снизу вверх» (bottom-up) 53,9 Tг CH₄ год^-1 и «сверху вниз» (top-down) 29 Tг CH₄ год^-1. Корреляционный анализ показывает, что температура воздуха является наиболее важным фактором выбросов метана внутренними водными системами. На выбросы водно-болотных угодий также существенное влияние оказывает давление паров, в то время как на выбросы из озёр в большей степени влияют осадки и изменения площади ландшафта. Тесты на чувствительность говорят о том, что на выбросы CH₄ в панарктических озёрах большое влияние оказывает температура воздуха, но в меньшей степени - увеличение содержания углерода в озёрных отложениях.

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/20/1181/2023/

Из-за продолжающихся выбросов углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива атмосфера нагревается, что имеет драматические последствия для ледяных щитов на Земле. В этом исследовании внимание сосредоточено на ледяном щите Гренландии, который содержит столько льда, что его полное таяние приведёт к повышению глобального уровня моря на 7 м. Однако будущую потерю массы ледяного щита Гренландии сложно предсказать, поскольку она является нелинейной функцией температуры и происходит в течение длительного времени. По этой причине авторы использовали CLIMBER-X, представляющую собой объединённую модель всей системы Земли. Обнаружено, что ледяной щит Гренландии имеет два порога критического объёма, пересечение которых будет означать значительную дальнейшую потерю массы, так что льду будет трудно отрасти снова даже через тысячи лет. Вблизи этих критических объёмов льда темпы потери массы особенно высоки, и различия в общем объёме выбросов углекислого газа оказывают большое влияние. Таким образом, если кумулятивные выбросы в атмосферу превышают 1000 Гт углерода, ледяной щит Гренландии уменьшится ниже критического порога, и потеря массы неизбежно будет продолжаться до тех пор, пока не растает значительная часть ледяного щита.

Понимание будущей судьбы Гренландского ледяного щита в контексте антропогенных выбросов CO₂ имеет решающее значение для прогнозирования повышения уровня моря. С помощью полностью связанной модели системы Земля средней сложности CLIMBER-X авторы изучили стабильность Гренландского ледяного щита и его переходную реакцию на выбросы CO₂ в течение следующих 10 тыс. лет. Точки бифуркации существуют при аномалиях глобальной температуры 0,6 и 1,6 К относительно доиндустриальной эпохи. Для состояний системы вблизи равновесных объёмов льда, соответствующих этим температурным аномалиям, скорость потери массы чувствительна к пику кумулятивного выброса СО₂. Эти критические объёмы льда пересекаются для кумулятивных выбросов в 1000 и 2500 Гт С, что может привести к долгосрочному повышению уровня моря на 1,8 и 6,9 м соответственно. Таким образом, найдено отклонение Гренландского ледяного щита в диапазоне температурных ограничений Парижского соглашения.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL101827

В последние десятилетия внутренние районы Евразии и Северной Америки пережили несколько беспрецедентно холодных зим, несмотря на глобальное повышение температуры приземного воздуха. Одно из возможных объяснений этих усиливающихся экстремально холодных зим исходит из так называемой структуры «Тёплая Арктика - Холодный Континент», отражающей влияние усиленного арктического потепления на изменение циркуляции на окружающих континентах. В этом исследовании проанализированы данные реанализа и результаты модельных экспериментов, вызванные различными уровнями антропогенного воздействия. Установлено, что структура «Тёплая Арктика - Холодный Континент» существовала и существует в синоптических масштабах в наблюдениях и даже в будущих модельных прогнозах. В будущем анализ предполагает сохранение «Тёплой Арктики - Холодного Континента», но с несколько ослабленным экстремумом холода из-за общего потепления. Тёплые арктические эпизоды в теплеющем климате будут связаны не только с более холодным континентом в Восточной Азии, но и с более тёплым, в зависимости от сопряжённых процессов в отдалённых друг от друга районах, также осложняемых более тёплой Арктикой. Такая растущая ассоциация предполагает снижение потенциальной предсказуемости зимних аномалий средних широт. 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-023-00345-y  

Летом 2021 года западная часть Северной Америки испытала беспрецедентную волну тепла с рекордно высокими температурами, связанными с сильной аномальной системой высокого давления, то есть куполом тепла. Авторы, используя метод аналога потока, обнаружили, что купол тепла над западной частью Северной Америки может объяснить половину величины аномальной температуры. Интенсивность экстремально высоких температур, связанных с атмосферными циркуляциями, подобными куполам тепла, увеличивается быстрее, чем фоновое глобальное потепление, как в прошлом, так и в прогнозах на будущее. Такая связь между экстремально высокими температурами и средней температурой может быть частично объяснена обратной связью между влажностью почвы и атмосферой. Прогнозируется, что вероятность экстремальных температур, подобных имевшим место в 2021 году, возрастёт из-за фонового потепления, усиленной обратной связи между почвенной влагой и атмосферой и слабой, но всё же значительно возросшей вероятности тепловой куполообразной циркуляции. Воздействие таких экстремальных температур на население также увеличится. Ограничение глобального потепления до 1,5°C вместо 2°C (3°C) позволило бы избежать на 53% (89%) увеличения воздействия на население таких экстремальных температур, как в 2021 г., по расчётам по сценарию RCP8.5-SSP5.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-023-37309-y

Представлен инструмент моделирования, способный вычислять потоки двуокиси углерода CO₂ над неоднородным бореальным торфяником. В основу трёхмерной гидродинамической модели положены «полуторная» схема замыкания системы уравнений Навье–Стокса, осреднённых по Рейнольдсу, и уравнение неразрывности. Несмотря на упрощения, использованные при описании турбулентности, модель позволила получить стационарное пространственное распределение осреднённых скоростей ветра и коэффициентов турбулентного обмена в приземном слое атмосферы с учётом неоднородности поверхности. Пространственная картина потоков CO₂ внутри растений и над ними определяется с помощью уравнения «диффузия-реакция-адвекция». Модель применена для оценки пространственной неоднородности потоков СО₂ над неоднородным бореальным омбротрофным торфяником Старосельский Мох в Тверской области. Результаты моделирования показали существенное влияние неоднородности растительности на пространственный характер вертикальной и горизонтальной составляющих ветра и на вертикальное и горизонтальное распределение потоков СО₂. Максимальные возмущения воздушного потока отмечены в приповерхностном слое на наветренной и подветренной опушках леса. Опушки леса также характеризовались максимальными скоростями горизонтальных потоков СО₂. Смоделированные турбулентные потоки CO₂ сравнивались с полуденными измерениями ковариационных потоков в южной части торфяника. Было обнаружено очень хорошее совпадение модельных и измеренных потоков (R² = 0,86, p < 0,05). Сравнение вертикальных профилей потоков СО₂ на всей территории торфяника и в месте расположения вышки показало существенные различия между этими потоками в зависимости от преобладающего направления ветра и высоты над землей.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/14/4/625

Реки являются одними из самых разнообразных, динамичных и продуктивных экосистем на Земле. Режимы речного стока постоянно меняются, но описание и понимание таких изменений представляет собой сложную задачу с точки зрения долгосрочной и глобальной перспективы. Анализируя изменения водного покрова, наблюдаемые на снимках спутника Landsat за четыре десятилетия, авторы дают глобальное объяснение недавних изменений в речной морфологической динамике (например, смещение русла и разветвление), расширению, вызванному новыми плотинами, и гидрологическим сигналам расширения и сужения. Морфологическая динамика преобладала примерно на 20% площади рек мира. Стремительное строительство водохранилищ, в основном в Азии и Южной Америке, способствовало расширению рек примерно на 32%. Остальные гидрологические сигналы характеризовались контрастными «горячими точками», в том числе заметным расширением рек в альпийских и панарктических регионах и сужением в засушливых/полузасушливых внутренних континентальных районах, обусловленным различными тенденциями воздействия на климат, реакцией криосферы на потепление и управлением водными ресурсами человеком. Эти результаты показывают, что современная динамика протяжённости рек меняется в зависимости от гидроклиматических и социально-экономических условий, и, помимо отражения текущих морфодинамических процессов, изменения протяжённости рек тесно связаны с внешними воздействиями, включая изменение климата и антропогенное вмешательство.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-023-37061-3

Журнал поместил статью Polvani et al. «Нет свидетельств увеличения весенних потерь озона в Арктике в XXI веке», в которой высказана критика опубликованной ранее статьи: von der Gathen, P., Kivi, R., Wohltmann, I., Salawitch, R. J. & Rex, M. Climate change favours large seasonal loss of Arctic ozone. Nat. Commun. 12, 3886 (2021). Обсуждается, как дальнейший рост содержания парниковых газов в атмосфере (и в частности, СО₂) скажется в будущем на формировании арктических озоновых дыр. Критики утверждают, что повышенные уровни углекислого газа вызывают более высокие, а не более низкие (как говорится в первоначальной статье) уровни концентрации озона. Аргументы Polvani et al. строятся на результатах пяти моделей CMIP6, непосредственно учитывающих фотохимические превращения в атмосфере, а также на критике введённого von der Gathen et al. индекса OLP. В свою очередь, в отклике на критические замечания von der Gathen et al. приводят доводы в пользу своей позиции

Ссылки: https://www.nature.com/articles/s41467-023-37134-3;
https://www.nature.com/articles/s41467-023-37135-2