Эффективное городское планирование в отношении рисков, связанных с климатом, основывается на надёжных климатических прогнозах, характерных для застроенных ландшафтов. Такие прогнозы отсутствуют из-за почти полного отсутствия представления городов в моделях системы Земли в глобальном масштабе. Авторы сочетают моделирование климата и подходы, основанные на данных, для создания глобальных мультимодельных прогнозов городского климата на XXI век. Результаты демонстрируют межмодельную устойчивость конкретных уровней потепления в городах в определённых регионах в условиях изменения климата. Согласно сценарию с высокими выбросами, в городах США, Ближнего Востока, северной части Центральной Азии, северо-востока Китая и внутренних районов Южной Америки и Африки к концу XXI века ожидается значительное потепление более чем на 4 К - больше, чем региональное потепление к концу века - с высокой межмодельной достоверностью. Выводы подчёркивают острую необходимость в мультимодельных глобальных прогнозах местного городского климата для чувствительного к климату развития и поддерживают развитие зеленой инфраструктуры как эффективного средства снижения городского теплового стресса в больших масштабах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-020-00958-8

Ученые ФИЦКИА УрО РАН (г. Архангельск) в рамках совместного с МАГАТЭ проекта занимались исследованием стабильных изотопов реки Северная Двина. Участие в программе мониторинга глобальных изменений климата - вклад в решение фундаментальной проблемы оценки наблюдаемых и будущих изменений состава и динамики вод в Северном Ледовитом океане

В круговороте воды на Земле реки Арктической зоны представляют собой особые географические объекты, выполняющие разные природообразующие функции: объединение водосборов, формирование поверхностного рельефа и геоэкологического состояния побережий арктических морей. Кроме того, арктические реки используются для судоходства, строительства ледовых переправ, гидротехнического строительства. Поэтому всегда нужно учитывать как антропогенную нагрузку, так и различные сценарии изменения климата.

В суровых условиях вечной мерзлоты исследование изотопов, входящих в состав почвы, растительности, воды помогает ученым оценить влияние климата на их структуру, учитывая эволюционные изменения физико-химических параметров окружающей среды. В этой связи требуются дополнительные сведения о поведении изотопов, например, между водами арктических рек, подземными водами и атмосферными осадками.

Так, в рамках проекта с МАГАТЭ (Международным агентством по атомной энергии) в течение 4-х лет архангельские ученые на примере реки Северная Двина – одной из крупнейших рек арктического региона – провели анализ эволюции её изотопного состава, дали оценку формированию состава поверхностных вод реки и составили новую базу данных изотопов речной воды. Собранные в ходе полевых экспедиций ценные данные специалисты представили в международном рецензируемом издании ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT (2020. – Т. 192. – №. 7. – С. 1-12.)

На фото – Малов Александр Иванович – доктор геолого-минералогических наук, директор Института геодинамики и геологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрО РАН (ФИЦКИА УрО РАН) (г. Архангельск)

Какое важное место занимают арктические реки в системе глобальных природных изменений, какова специфика изотопного состава вод реки Северная Двина и как это исследование помогает выявить связь с климатическими изменениями – об этом рассказал руководитель и участник проекта российской команды, доктор геолого-минералогических наук, директор Института геодинамики и геологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрО РАН (ФИЦКИА УрО РАН) (г. Архангельск) Александр Иванович Малов.

«Идея принять участие в проекте МАГАТЭ пришла в голову в 2013 году ведущему научному сотруднику ФИЦКИА УрО РАН кандидату геолого-минералогических наук Олегу Сергеевичу Покровскому. Он уже несколько лет до этого работал параллельно во французском НИИ, и для него это было обычным делом. Мы в России еще ориентировались по-старинке в основном на отечественные проекты, – Александр Малов рассказал как команда российских ученых стала постоянным участником программы мониторинга глобальных изменений климата, организованной Международным агентством по атомной энергии, –

МАГАТЭ принял нас в совместный научно-исследовательский проект «F33021» под названием «Разработка и применение изотопных технологий при оценке антропогенного воздействия на водный баланс и динамику питательных веществ крупных речных бассейнов» и с 29 мая 2014 года по 28 мая 2018 года мы выполняли исследовательский контракт с МАГАТЭ «Стабильные и радиогенные изотопы растворенных и взвешенных веществ в российских арктических реках». В выполнении совместного проекта участвовали представители 20 стран Европы, Азии, Африки, Северной и Латинской Америки – от Аргентины до Канады и от Франции до Конго и Вьетнама. Третьим членом нашего российского коллектива был ведущий научный сотрудник ФИЦКИА РАН Артем Васильевич Чупаков. Мы работаем в ФИЦКИА УрО РАН уже более двадцати лет, и хотя находимся в различных институтах, но нас объединяет увлеченность водными проблемами Севера – геохимией стабильных и радиоактивных элементов, изотопной геохимией, эволюцией источников и состава поверхностных и подземных вод. Этим мы и занимались в ходе выполнения проекта».

На фото совещание в МАГАТЭ по проблеме «Применение и разработка изотопных методов оценки воздействия человека на водный баланс и динамику питательных веществ в крупных речных бассейнах», (А.И. Малов – стоит в клетчатой рубашке, в центре)

Для проведения мониторинга и составления прогноза глобальных изменений климата в рамках данного проекта отечественные специалисты изучили изотопный состав вод арктического региона.

Александр Малов пояснил, чем вызван научный интерес: «Трудно переоценить роль воды в эволюции Земли и в жизни ее обитателей. Общая ее масса оценивается в ~3·1018 тонн, при этом половина находится в физически и химически связанном виде в земной коре и верхней мантии, а половина – в свободном виде в гидросфере и верхах земной коры. Наибольший объем свободной водной массы характерен для соленых вод океанов (95,4%) и глубокозалегающих подземных вод (1,5%). Остальные 3,1% – пресные источники, из них ледники и лед многолетнемерзлых пород – 1,7%; пресные подземные воды – 0,1%; реки – 1.3%. Это – так называемые статические запасы воды. В то же время динамические характеристики пресных источников оставляют другое впечатление. Так, суммарный речной сток на протяжении фанерозоя (последние 542 млн лет) оценивается в 2.5·1022 тонн, а подземный - 0.6·1022 тонн. То есть размер речного стока за 30 тысяч лет равен объему воды в океане. Это свидетельствует о том, что реки, несмотря на крайне низкие статические запасы, играют ключевую роль в круговороте воды на земле как водосбор, объединяющий гидрологические каналы для возврата наземных осадков назад в мировой океан. Кроме того, реки, наряду с подземными водами, являются мощными агентами выветривания, ответственными за перенос растворенных веществ с континента в океан. В последнее время этот процесс активизировался в связи с антропогенным воздействием на водосборы на экономически развитых территориях.

Арктические реки играют значительную роль в процессах, воздействующих на окружающую среду в глобальном масштабе, и служат индикаторами глобальных природных изменений, в особенности изменения климата. Как видно из описанного выше общего баланса пресных источников, если лед многолетнемерзлых пород растает, речной сток на территории Арктики вырастет значительно. Повысится денудация континентов и вынос минеральных веществ в океан, океан будет переполняться».

Объектом исследования российских ученых в рамках проекта стали динамика и изотопный состав вод реки Северная Двина.

Рисунок 1. Глобальное распределение δ18O в атмосферных осадках. Показан район исследования водосбора реки Северная Двина

Как подчеркнул Александр Малов, «для арктических регионов (как видно на Рис. 1) характерен «облегченный» среднегодовой изотопный состав атмосферных осадков, который по нашим данным практически совпадает со среднегодовым изотопным составом реки Северная Двина – крупнейшей реки на северо-западе европейской части России. Ее расход составляет около 1/3 общего речного стока в Баренцево и Белое моря. Для арктических регионов наблюдается линейная зависимость между месячной температурой (t) и изотопным составом кислорода (δ18O). По данным станций в Северной Атлантике и Европе Юртсевер (1975) сообщил о соотношении: δ18O = (0,521 ± 0,014) t - (14,96 ± 0,21). Соответственно, в изменении δ18O наблюдается сезонный эффект. В холодный период года значения δ18O минимальны, а в теплый период – максимальны. Естественно, и потепление климата будет хорошо отражаться в наблюдаемых значениях изотопного состава речных и атмосферных вод».

Какая методика лежит в основе вашего исследования изотопного состава воды?

«Одним из наиболее эффективных методов оценки генетической структуры потоков воды и химических элементов с континента в Северный Ледовитый океан, а именно влияния климата, многолетней мерзлоты, минерального состава горных пород, почв, растительности и болот, является измерение распределения стабильных изотопов воды в компонентах окружающей среды и речных водах. Изотопные отношения водорода и кислорода – единственные характеристики водных молекул, которые позволяют непосредственно изучать миграцию воды.

В 2014 – 2017 гг. нами было отобрано 32 пробы воды из реки Северная Двина. Стабильные изотопы были измерены в Лаборатории изотопной гидрологии МАГАТЭ в Вене, Австрия. Изотопный анализ водорода и кислорода проводился с помощью внеосевой лазерной спектроскопии с выходным интегрированным резонатором (OAICOS, Los Gatos Research, Mountain View, CA, USA). Образцы были проанализированы в двух экземплярах, причем каждый анализ проводился в разный день и на другом приборе. Анализ отобранных образцов повторяли на масс-спектрометре (Thermo Finnegan Delta Plus, Бремен, Германия). Все анализы изотопов сопоставлялись с внутренними лабораторными стандартами, откалиброванными по первичным эталонным материалам (Венский стандарт средней океанской воды (V-SMOW), V-SMOW2 и Стандарт легких осадков в Антарктике 2 (SLAP2)). Были проанализированы три флакона со стандартами, два для калибровки и один для контроля. Контрольный стандарт имел промежуточный изотопный состав по сравнению с двумя калибровочными стандартами. Типичная точность выражалась как годовая дисперсия стандартов внутреннего контроля, которая была лучше, чем ± 0,08 и ± 0,45 ‰ для δ18O и δ2H, соответственно.

В этот же период было отобрано 20 проб пресной воды и 12 проб солоноватой воды из скважин, представляющих подземные воды из алевролитов и песчаников водоносных горизонтов Северо-Двинской впадины. Данные 45 проб атмосферных осадков были взяты из базы данных GNIP МАГАТЭ. Они были получены в период 1981-1990 гг. сотрудниками Института водных проблем Академии наук (Москва, Россия). Изотопный состав речных вод обусловлен смешением атмосферных осадков с грунтовыми водами. Их пропорции в речных водах оценивались по уравнениям смешения», – Александр Малов дал детальное пояснение ходу работ и комплексу проведенных действий.

Каковы эволюционные и сезонные значения содержания изотопов в реке и с чем это связано? Есть ли какие-то отклонения от нормы?

«Мы впервые анализируем эволюцию изотопного состава воды в бассейне реки Северная Двина от атмосферных осадков до подземных вод в водоносных горизонтах и речных вод. Сезонный мониторинг позволил количественно оценить роль подземных вод и атмосферного питания в формировании общего речного стока. Вода реки Северная Двина характеризуется относительно невысокой сезонной изотопной амплитудой δ18О (от -11,8 до -15,7 ‰). Минимальные значения δ18О в речных водах характерны для периода максимального таяния снегов в мае, а максимальные – с июля по октябрь. С декабря по апрель наблюдаются промежуточные значения.

Рисунок 2. А - δ18О в атмосферных осадках в Архангельске; В - δ18О в воде р. Северная Двина; C - d-избыток в воде реки Северная Двина; D - Расход реки Северная Двина, тысяч м3/с.

Сброс подземных и талых вод в реку изменяет изотопный цикл осадков в январе и мае, соответственно. Средние значения δ18О воды реки Северная Двина и атмосферных осадков в Архангельске использовались для разделения водного потока на три составляющие: (1) базовый поток с δ18O от -13,2 ‰ до -14,4 ‰; (2) прямые осадки (δ18O колеблется от -21 ‰ зимой до -7 ‰ летом) и 3) талая вода, которая преобладает преимущественно в течение мая (δ18O -21 ‰). Относительные пропорции трех компонентов значительно меняются в течение года. Базовый сток, то есть питание в основном за счет подземных вод, составляет около 100% от общего стока в декабре-апреле с типичными значениями δ18O около -13,8 ‰. В течение июля-октября вклад базового потока падает примерно до 50%. Используя среднее значение δ18O для пресных и солоноватоводных подземных вод (-13,6 ± 0,3 ‰), мы получаем среднегодовое значение подземного притока в настоящее время как 25% от общего речного стока», – сообщил ученый.

Какая обнаружена взаимосвязь изотопного состава воды с климатическими изменениями?

«Исследования являются первым этапом изучения изотопного состава воды на водосборе реки Северная Двина, но (как показывает Рис. 2В) некоторые климатические отклонения уже можно отметить. В частности, обращает на себя внимание аномальное значение δ18O речных вод в декабре 2016 г. (-15,142 ‰, против -14-13 ‰ на рис. 2B) по сравнению с другими годами наблюдений. Для объяснения этого факта были построены графики изменения максимальных температур в декабре 2014, 2015 и 2016 гг. по данным метеостанции Архангельск (См. Рис. 3). На графиках показаны точки, соответствующие датам отбора проб речной воды для определения δ18O. Проба за 2016 год была отобрана 23 декабря, когда температура воздуха составила +2,1 ° C, при этом в течение трех дней, предшествующих отбору, наблюдались температуры +2… + 3 ° C. Следовательно, уменьшение δ18O в декабре 2016 г. может быть связано с поступлением в реку талой воды. Можно предположить, что будущий изотопный состав воды Северной Двины будет формироваться с учетом увеличения подземного и атмосферного питания зимой», – выразил мнение исследователь ФИЦКИА УрО РАН.

Рисунок 3. Эволюция температуры воздуха в декабре 2014, 2015 и 2016 гг. Кружками и треугольником показаны дни отбора проб на изотопные анализы

Полученные в ходе реализации проекта с МАГАТЭ результаты, по мнению Александра Малова, «послужат основой для постоянного мониторинга изотопного состава речных вод с оценкой гидрологических процессов и климатических воздействий. Установленные отклонения от нормы в зимний сезон, связанные с пока еще эпизодическими появлениями «облегченных» изотопов в составе речных вод, диктуют целесообразность более тщательного изучения вариаций изотопного состава в этот период совместно с температурным режимом атмосферы».

Кроме того, представленные российской командой сведения пополнили электронную базу изотопов МАГАТЭ. «Мы определяли изотопы кислорода-18 и водорода-2 (дейтерия). В дальнейшем предполагается расширить набор изотопов для мониторинга речных вод. В первую очередь – это изотопы азота, позволяющие идентифицировать антропогенное воздействие», – уточнил ученый.

Уже со следующего года специалистам предстоит продолжить исследовательские работы в этом направлении. Как заметил Малов, «информация о характеристиках изотопно-химического состава осадков, поверхностных и подземных вод будет отражать долговременные изменения в относительном соотношении этих составляющих водного баланса. На основании этих изменений можно будет оценивать интенсивность и направленность климатических и антропогенных изменений, которые вызывают обеспокоенность в последние годы в мировом сообществе».

Почему, на ваш взгляд, ваш проект по мониторингу глобальных изменений климата в очередной раз получил поддержку МАГАТЭ?

«Прежде всего надо сказать о том, что в советское время в СССР было 37 станций по мониторингу изотопов в осадках в России, на которых проводились исследования совместно с МАГАТЭ, а теперь не осталось ни одной. Поэтому сотрудники МАГАТЭ, с которыми я подружился в период выполнения контракта 2014-2018 годов, когда ежегодно ездил в Вену на координационные совещания с докладами, как и остальные участники совместного проекта, сами вышли на меня с предложением поучаствовать в восстановлении хотя бы одной станции прежней сети и продолжить также мониторинг изотопов в речных водах. Кроме того, полученные в ходе выполнения первого контракта результаты показали перспективность текущего мониторинга изотопного состава воды Северная Двина для оценки гидрологических процессов и наблюдением как краткосрочных, так и долгосрочных климатических и антропогенных воздействий.

В связи с этим, МАГАТЭ предложило нам начиная с 2021 года продолжить работы в этом направлении по контракту, предусматривающему выполнение исследовательского проекта «Сеть изотопных данных для осадков и рек в бассейне реки Северная Двина в Российской Федерации», который будет являться частью проекта координированных исследований МАГАТЭ F30056 под названием «Сети изотопных данных для осадков, рек и подземных вод», утвержденному на период с 6 декабря 2016 года по 31 декабря 2026 года. Проектом предусматривается сбор ежемесячных проб атмосферных осадков, речных и подземных вод для анализа стабильных изотопов воды и нитратов и гидрохимического анализа», – резюмирует директор Института геодинамики и геологии ФИЦКИА УрО РАН Александр Малов.

Отечественный опыт в рамках международного проекта демонстрирует развитие многообещающего направления для прогноза изменения динамики и состава рек и прилегающих подземных вод арктического региона в условиях потепления климата.

Ссыкла: https://scientificrussia.ru/articles/arkticheskie-reki-indikatory-globalnyh-klimaticheskih-izmenenij?utm_source=yxnews&utm_medium=mobile&nw=1609743309000

Аэрозоли поднимают облака

Было замечено, что атмосферные аэрозоли могут усиливать восходящие потоки в глубоких конвективных облаках, таких как те, которые образуются во время гроз. Ранее такое усиление связывали со скрытым теплом, выделяемым при конденсации или замерзании воды в цепочках процессов, зависящих от концентрации аэрозолей. Эбботт и Кронин (Abbott and Cronin) предлагают третью возможность, при которой восходящие потоки усиливаются, так как при высоких концентрациях аэрозолей увеличивается влажность окружающей среды за счёт смешивания большего количества конденсированной воды с окружающим воздухом, что, в свою очередь, способствует более сильным восходящим потокам.

Взаимодействие облаков и аэрозолей остается главным препятствием для понимания погоды и климата. Наблюдения показывают, что аэрозоли усиливают тропическую грозовую активность; предыдущие исследования, направленные на лучшее понимание воздействия аэрозолей на облака, предложили несколько механизмов, которые могли бы объяснить эту наблюдаемую связь. Здесь авторы обнаружили, что моделирование атмосферы с высоким разрешением может воспроизвести наблюдаемую связь между аэрозолями и конвекцией. Также показано, что ранее предложенные механизмы не могут объяснить вышеупомянутое усиление. При модельном изучении основных процессов оказалось, что высокие концентрации аэрозолей ведут к повышению влажности окружающей среды, создавая облака, которые смешивают больше конденсированной воды с окружающим воздухом. В свою очередь, более высокая влажность способствует большему подъёму и более сильной конвекции. Представленные результаты дают основания ожидать усиления гроз в тропических регионах с высоким содержанием аэрозоля.

Ссылка: https://science.sciencemag.org/content/371/6524/83

Опубликован доклад о климате под названием "Зеленый поворот". В нем собраны и последние научные данные о причинах, последствиях и дальнейших прогнозах климатических изменений для России, о лесных пожарах, таянии многолетней мерзлоты, негативных последствиях климатических изменений для здоровья жителей России, обзоры международной и российской климатической политики, анализ влияния мер декарбонизации других стран на российскую экономику, дальнейшие предложения поддержки научных исследований по теме в России, обзор мер по инвентаризации выбросов и планов адаптации в российских регионах, данные социологических опросов последних лет об отношении россиян к проблеме изменения климата. Доклад содержит выводы последних научных исследований о том, как климатические изменения влияют на миграционные потоки в мире, предположения о будущем российских угольных регионов, об основных трендах развития возобновляемой энергетики и о перспективах водородной энергетики — в России и мире и многое другое.

Доклад был представлен на заседании Постоянной комиссии по экологическим правам Совета по правам человека при президенте РФ.

Резюме доклада доступно на сайте СПЧ http://www.president-sovet.ru/documents/read/701/

С полной версией можно ознакомиться на сайте ClimateScience.ru https://climatescience.ru/climate-2020-12-09.pdf?_ga=2.104332352.1990835110.1609256341-133469842.1597066306

Что ожидать от будущего Года науки и технологий, услышат ли голос отечественных ученых, как решить многолетние проблемы российской науки и нужно ли для этого ее реорганизовать — на эти и многие другие вопросы ответил на своей пресс-конференции президент Российской академии наук Александр Сергеев.

Ожидалось, что главной темой выступления Александра Сергеева станут итоги заседания Совета по науке и образованию при Президенте РФ. Однако оно не состоялось — вместо него Владимир Путин провел сегодня заседание попечительского совета МГУ им. М.В. Ломоносова, где и объявил, что 2021 год будет в России Годом науки и технологий.

Президент РАН считает это решение очень важным: оно отражает отношение общества и власти к науке, показывает самим ученым, какое внимание приковано к их сфере деятельности. От Года науки и технологий Александр Сергеев ждет перемен, которые поднимут престиж исследовательской сферы: старта новых крупных научных проектов, например по изучению мозга, климата, Мирового океана; «лучшего эфирного времени и страниц» для науки в крупных СМИ; крупных конференций и форумов, например организованных самостоятельно научной молодежью. Поддержать ученых старшего поколения, по мнению Сергеева, лучше всего через перезапуск программы поддержки ведущих научных школ.

Общественные ожидания от науки и медицины сейчас связаны исключительно с победой над COVID-19. Президент РАН подчеркнул, что рассчитывать на это даже к лету следующего года, по-видимому, не стоит. Еще нет лекарственных препаратов, которые позволили бы гарантировать выздоровление от болезни, неясна устойчивость иммунитета. Но вместе с тем Сергеев напомнил, что ученые всего мира, в том числе и множество российских групп, «правильно сработали» в создании вакцин. Да, они не проверены «по законам мирного времени», но такой возможности сейчас нет. «Если мы сейчас будем следовать правилам, которые работают в мирное время, мы должны будем ждать несколько лет, чтобы проверить долгосрочные последствия вакцинации», — подчеркнул президент РАН. С его точки зрения, ситуация с разработкой вакцин еще раз показала миру готовность мировой науки к вызовам.

Нам всем повезло, что был накоплен достаточно серьезный научный задел, который оказался востребован в это мобилизационное время. Очень хорошо, что были готовые разработки, протестированные на похожих вирусах — SARS, MERS... Задел — это то, что пока не нашло существенного практического применения, но знание получено. Представьте себе, а если бы такого задела не было, не было бы готовности уже через месяц-два начинать развивать платформы по вакцинам? Это была бы просто беда, и урок, который мы должны извлечь, — мы всегда должны так развивать нашу науку и вкладывать средства, чтобы иметь достаточный научный задел... Недаром в последние месяцы часто возникают дискуссии, связанные с космосом, ставится такой вопрос: мы же понимаем, что не должны быть одинокими во Вселенной, так почему молчит Вселенная?.. Может быть, цивилизации достаточно развитые оказываются не готовы со своим научным заделом, чтобы противостоять таким серьезным и неожиданным вызовам.

Разделяют ли другие члены РАН мнение, что в пандемию значение науки стало заметнее всему обществу? Это Академия попыталась выяснить в недавнем опросе российских исследователей. В нем участвовало больше тысячи респондентов — и академики, и профессора РАН. Больше трети опрошенных согласились, что в 2020 году роль науки и технологий выросла. Но, рассказал Сергеев на пресс-конференции, общие выводы из опроса пессимистичные: сегодняшнее состояние российской науки оценивают в мрачных тонах больше 50% респондентов, в светлых — 11%, остальные заняли промежуточную позицию. Прогноз на ближайшие 5–20 лет ученые тоже дают далеко не радужный. Это связано, отметил Александр Сергеев, с тем, что ученые видят: их мнение не учитывается в государственной научно-технической политике. Меньше 9% опрошенных считают, что ученые достаточно участвуют в разработке научной политики в России. При этом более 60% респондентов ответили, что знают, что надо делать. Но их не спрашивают.

Других ученых мы в нашу страну не привезем. Надо это понимать и больше советоваться с учеными относительно того, что они думают о формировании и развитии нашей государственной научно-технической политики. К сожалению, их мнение не часто учитывается. И в этом году мы тоже видели, можно сказать, всплески озабоченности, связанные с объединением фондов РФФИ и РНФ и рядом других вопросов, когда ученые действительно считают, что надо было хотя бы их мнение спросить, прежде чем принимать решения.

Среди вопросов научной политики, с решением которых нужно поторопиться, в обсуждении на пресс-конференции прозвучала тема «утечки умов». Сергеев отметил, что не все российские ученые-эмигранты уезжают за границу «за длинным рублем»: часто они понимают, что там им будет интереснее заниматься наукой. И чтобы молодежь оставалась в российской науке, с одной стороны, нужно запускать интересные, вовлекающие крупные проекты; с другой — пересмотреть всю траекторию научной карьеры. Какую стипендию получают студенты и аспиранты, какой уровень грантовой поддержки в стране, на какую пенсию может рассчитывать ученый — все это влияет на решение, пойти ли в науку изначально, остаться потом или уехать. Пока же, сказал Сергеев, похоже, что ученые все еще чаще уезжают из России, чем возвращаются. Но «пересчитать» научных эмигрантов невозможно: многие из уехавших формально остаются в составе российских институтов. Винить организации за удержание фактических эмигрантов в своем штате тоже не получается: большая часть отчетности связана с публикационной активностью, и дополнительные статьи за счет дополнительной аффилиации зарубежного ученого лишними не бывают.

Как Академии взаимодействовать с властью, чтобы голос ученых принимали во внимание? Отвечая на вопросы по этой теме, Сергеев обобщил свой подход поговоркой «вода камень точит»: нужно шаг за шагом отстаивать свою позицию, и тогда положение выровняется. Но президент Академии подчеркнул, что не выступает против открытых писем, петиций и других способов «громкого» выражения своей позиции: это нормальный демократический процесс и очень ценно, что в самой РАН открыто высказывается весь спектр мнений.

Вы думаете, что я, когда встречаюсь с руководителями государства, обсуждаю не самые острые вопросы? Я вас уверяю, что эти вопросы ставятся перед властью... А вопрос о том, слышат или нет, — думаю, что скорее всего слышат, но ведь не только Академия наук предлагает свои концепции и модели развития нашей науки... Власть, сравнивая одни мнения и другие, пока не принимает тех решений, о которых мы говорим.

С точки зрения Сергеева, подвижки к тому, чтобы Академию лучше слышали, все же есть: например, в законе о РАН появился пункт о научном и научно-методическом руководстве. Теперь осталось реализовать этот заложенный в законе потенциал и сформировать целостную систему научного руководства. Также президент РАН выразил уверенность, что в ближайшие дни будет принята подготовленная РАН программа фундаментальных научных исследований до 2030 года: сейчас она на стадии «несутевых поправок».

Проблему недофинансирования российской науки Александр Сергеев признал важнейшей из всех: даже при профицитном бюджете науке не выделяли больше государственных денег, и сейчас по сравнению с большинством стран с развитыми научными системами в России на науку идет в два — четыре раза меньший процент ВВП. Но вопрос не только во вливаниях со стороны государства. Камнем преткновения, с точки зрения президента РАН, остается недостаток вложений из бизнеса в российскую науку. В странах с развитыми научными системами соотношение бюджетного и внебюджетного финансирования науки всегда складывается в пользу частных денег. В России все наоборот. Изменить его можно, по мнению Сергеева, только силами всех участников: государству нужно включить механизмы стимулирования бизнеса к вложениям в науку; ученые должны делать достаточно, чтобы быть интересными для компаний; а крупный бизнес может дать примеры «положительной обратной связи», когда вложения в науку окупились.

Эту тему президент РАН развил, отвечая на вопрос об актуализации стратегии научно-технологического развития — именно она будет рассматриваться на Совете по науке и образованию при Президенте РФ в январе. С точки зрения Сергеева, СНТР не нуждается в существенном пересмотре. В ее основе правильная логика ответа на большие вызовы, стоящие перед Россией и всем человечеством. Так как ситуация в мире и возможности науки меняются со временем, отдельные вызовы можно, считает Сергеев, «заострить». Например, учесть в приоритете по цифровым технологиям новые возможности разработки материалов in silico. Гораздо больше, чем «буква» стратегии, в обновлении нуждается система ее реализации. «У нас не работает целостная система превращения знаний в технологии и продукты, хотя стратегия подталкивает к тому, что эта система должна быть создана», — заметил президент РАН и предположил, что для лучшей координации должен появиться надведомственный орган, например государственная комиссия по технологиям, аналог государственного комитета по науке и технологиям «советского образца». А для лучшей координации фундаментальных исследований нужно усилить роль РАН, чтобы Академия координировала постановку сверху приоритетов, на основе которых научные организации формируют свои госзадания.

У нас основная проблема не в том, что стратегии плохие, а в том, что они не выполняются. Мы начнем какую-то стратегию и через несколько лет решаем: «Нет, она плохая, давайте новую будем делать». Давайте выполним эту стратегию научно-технологического развития и постараемся ее выполнить не до 35 года (2035 – Indicator.Ru), а раньше, и обеспечим 50/50 между бюджетным финансированием (науки — Indicator.Ru) и финансированием бизнеса как можно скорее.

На конференции ожидаемо прозвучал вопрос о недавно опубликованном письме президента НИЦ «Курчатовский институт» Михаила Ковальчука председателю правительства Михаилу Мишустину с идеей реформы организации российской науки. Александр Сергеев с сожалением констатировал, что документ не был направлен в РАН — в правительстве опять не посчитали нужным посоветоваться с учеными. Какие-то элементы идеи «кластеризации» научных организаций уже используются, по его словам, на практике: например, оценку научных организаций Минобрнауки проводит не «по общей линейке».

Высказано нормальное мнение, каждый имеет право высказывать свои мнения и обращаться к власти со своими предложениями… Мое мнение такое, что не надо нам больше крупных судьбоносных реформ в нашей науке. Эта судьбоносность несет к тому, что судьба науки у нас становится все хуже и хуже. Надо настраивать ту систему, те механизмы, которые у нас есть.

Ссылка: https://indicator.ru/engineering-science/ne-nado-nam-bolshe-krupnykh-sudbonosnykh-reform-v-nashei-nauke.htm

Всемирная программа исследований климата (ВПИК) должна быть реструктурирована, основываясь на её 40-летнем успешном фундаментальном исследовании климата, чтобы вступить в эпоху, когда существует острая необходимость в решениях климатических проблем для устранения последствий изменения климата для общества и всей жизни на Земле.

Объединённый научный комитет ВПИК решил принять новую структуру программы для поддержки реализации Стратегического плана ВПИК на 2019–2028 гг., в котором рассматриваются приоритеты исследований климата на следующее десятилетие и далее. План был специально разработан с учётом того, что многие проблемы, с которыми придётся столкнуться в будущем, могут быть решены только в партнёрстве с другими программами, каждая из которых привносит свои собственные опыт и значимость.

 

ВПИК накопила глубокое понимание функционирования физической климатической системы благодаря десятилетиям международного сотрудничества между тысячами экспертов во многих дисциплинах. Основываясь на этой репутации, фундаментальные исследования будут оставаться в центре внимания ВПИК. Однако это будет сочетаться с необходимостью разработки климатической информации для лиц, принимающих решения на местном и региональном уровнях.

«У новой ВПИК будет много новых лиц и граней. Она будет более прозрачной и будет иметь более простую структуру. В ней будут улучшены коммуникация и координация, и она будет опираться на тесное взаимодействие с партнёрами для достижения Целей устойчивого развития Организации Объединенных Наций», - сказали Детлеф Штаммер (Detlef Stammer) и Хелен Клеу (Helen Cleugh), председатель и заместитель председателя Объединённого научного комитета, состоящего из 19 членов. «Из полученных отзывов мы знаем, что новая структура ВПИК и её научные приоритеты находят отклик как в научных сообществах, так и в финансирующих агентствах».

Международный научный совет, Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО и ВМО являются соучредителями ВПИК.

ВПИК сотрудничает с Future Earth

ВПИК и Future Earth сделали первый стратегический шаг к гораздо более плотной совместной работе. В Совместном заявлении Future Earth и ВПИК описывается, как организации будут сотрудничать в области совместной деятельности и продуктов, а также излагаются планы того, как усилить их совокупное глобальное влияние. Это будет включать сотрудничество между основными направлениями деятельности ВПИК и глобальными исследовательскими проектами Future Earth, а также разработку пяти новых амбициозных мероприятий ВПИК по маякам.

ВПИК и Future Earth - это инициативы, движимые видением создания более справедливого, устойчивого и жизнерадостного мира. ВПИК координирует международную науку о климате для решения ключевых областей исследований, которые либо слишком велики, либо слишком сложны, чтобы ими занималась одна страна, агентство или научная дисциплина. Future Earth развивает знания и инструменты, необходимые правительствам, сообществам и компаниям для достижения Целей устойчивого развития Организации Объединенных Наций. Между двумя инициативами уже давно существуют области синергизма на многих уровнях, но в основном это происходило органически и на разовой основе.

Время для более тесного сотрудничества согласуется с усилиями обеих организаций по изменению своей структуры и деятельности, чтобы сделать их более гибкими и способными реагировать на вызовы, с которыми общество сталкивается сейчас и столкнётся в следующем десятилетии.

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/world-climate-research-programme-moves-towards-new-future

Новое исследование обнаруживает экономический фактор, определяющий расхождение между прогнозами выбросов в оценках климата и реальностью.

Нет никаких сомнений в том, что изменение климата меняет планету Земля и что по мере глобального потепления ситуация ухудшается. Споры сейчас сосредоточены на том, в какой степени всё будет плохо. Но когда дело доходит до моделирования будущего климата, всё ещё существуют серьёзные неопределённости. Главная из них: насколько больше углекислого газа выбрасывают люди и насколько чувствительна климатическая система ко всем этим выбросам?

Чтобы учесть эти неопределённости, Межправительственная группа экспертов Организации Объединенных Наций по изменению климата (МГЭИК) создала несколько базовых сценариев, известных как репрезентативные траектории концентрации (RCP) с целью описать, насколько сильное потепление может возникнуть в результате выбросов углерода. Сценарии с высокими выбросами дают пессимистичный результат.

Самый экстремальный из них, RCP 8.5, иногда называемый сценарием обычного развития, описывает безудержное сжигание ископаемого топлива, повышение средней глобальной температуры почти на 5°C и средний уровень моря к концу века примерно на метр выше, чем сегодня. Но эксперты в области климата и энергетики расходятся во мнениях относительно того, насколько вероятно, что этот сценарий с высокими выбросами будет реализован. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Environmental Research Letters, показало, что динамика выбросов в климатических оценках МГЭИК превышает фактические выбросы за последние 15 лет.

Это не первое исследование, в котором предполагается, что в наихудших климатических сценариях МГЭИК, описывающих мир с неконтролируемым использованием ископаемого топлива и практически отсутствующим смягчением последствий изменения климата, превышаются фактические выбросы углерода. В новом исследовании авторы определили экономические причины этого расхождения.

Недооценённая связь между экономикой и окружающей средой

Когда Мэтью Бёрджесс (Matthew Burgess), доцент программы исследований окружающей среды в Университете Колорадо в Боулдере, впервые увидел выводы о том, что прогнозы МГЭИК по выбросам энергии, вероятно, слишком высоки, он вспоминает, как подумал: «Конечно, да!» Экономический рост и выбросы росли более или менее одновременно с началом промышленной революции, и сценарии с высоким уровнем выбросов основываются на продолжении экономического роста. Но многие экономисты сейчас задаются вопросом, могут ли высокие темпы роста прошлого века сохраняться на протяжении всего нынешнего.

«В мейнстриме макроэкономики ведутся споры, резко усилившиеся за последние 10 лет, - говорит Бёрджесс, ведущий автор нового исследования. «Что, если в этом столетии рост в развитых странах неизбежно замедлится почти до полной остановки по целому ряду причин, очень мало связанных с окружающей средой?» Старение населения, задолженность, снижение уровня образования, урбанизация и выход женщин на рынок труда - все это замедляет экономический рост и может продолжать это делать в ближайшие годы. Но Бёрджессу казалось, что немногие люди, занимающиеся экологической стороной дискуссий по климату, обращали внимание на эти экономические дебаты, несмотря на их очевидные последствия для моделей глобального потепления. «Я начал изучать экономические предположения [в сценариях], и обнаружил некоторые довольно странные вещи», - сказал он.

Во-первых, RCP 8.5 прогнозирует, что использование угля увеличится в шесть раз к концу века, хотя текущие данные показывают, что мировое использование угля достигло пика в 2014 году.

С другой стороны, в сценариях не учитываются экономические последствия климатического ущерба. Это оправданное упущение, отметил Бёрджесс, - вы не можете использовать модель, предполагающую ущерб, для оценки потенциальных убытков, - но это привело к некоторым странным противоречиям. «Если вы посмотрите на сценарий RCP8.5, он предполагает, что валовой внутренний продукт (ВВП) на душу населения в каждом регионе мира будет выше 120 000 долларов к 2100 году. Всем будет платить так, как если бы они получали как сотрудники Google, даже в самых бедных сегодня регионах. Затем другие исследования говорят, что если у нас будет такое сильное потепление, появятся огромные зоны в тропиках, которые практически станут непригодными для жизни человека», - сказал он. «Ну, вы же не можете иметь оба этих фактора одновременно, верно?»

Команда сравнила сценарии из Пятого и Шестого оценочных отчетов МГЭИК с наблюдениями за реальными выбросами, численностью населения, ВВП на душу населения, энергоёмкостью и углеродоёмкостью с 2005 по 2017 год. Они обнаружили в большинстве сценариев с высокими выбросами - не только RCP8.5 - превышение прогноза выбросов ископаемого топлива, в основном из-за того, что ВВП на душу населения был ниже ожидаемого.

Рост продолжается

«Эта статья лучше объясняет точные движущие силы исторических различий, которые мы видели между этими базовыми сценариями вне политики и тем, что на самом деле происходит в реальном мире», - сказал Зик Хаусфазер (Zeke Hausfather), директор по климату и энергии в Институте прорывов, который не участвовал в исследовании. Быстрый рост возобновляемых источников энергии и сокращение добычи угля позволили энергетическому сектору декарбонизироваться быстрее, чем прогнозировали базовые сценарии, но, как обнаружила группа, основной причиной расхождения были чрезмерно оптимистичные прогнозы экономического роста.

«Это интересный аспект, но также непросто понять, как оценить дальнейшее развитие», - сказал Хаусфазер. «Является ли прошлое нашей судьбой в этом вопросе? Или возможен ли более быстрый экономический рост в будущем? На этот вопрос сложно ответить". По словам Бёрджесса, есть основания полагать, что рост продолжит замедляться.

«Чтобы наверстать упущенное к 2040 году, рост не только должен внезапно перестать быть медленнее, чем прогнозы МГЭИК, он должен будет начать немного ускоряться, и тем более, если учесть COVID», - сказал Бёрджесс. Более правдоподобно, что к концу столетия темпы роста могут догнать сценарные, но увеличение ущерба, наносимого климату, отход от глобализации после COVID-19 и другие непредсказуемые экономические потрясения в ближайшие годы могут продолжать замедлять темпы роста. Хотя экономические потрясения непредсказуемы, Бёрджесс обнаружил, что в целом негативные потрясения имеют большее влияние, чем позитивные.

«Неужели мы действительно думаем, что COVID станет последним большим потрясением для мировой экономики?» - спросил Бёрджесс. "Вероятно, нет." Важно отметить, подчеркнули исследователи, что тот факт, что выбросы ниже прогнозируемых, не означает, что мир может ослабить внимание к смягчению последствий изменения климата. Действительно, сжигание ископаемого топлива - не единственный источник выбросов углерода. В отчёте, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, в котором учитывались выбросы в результате изменений в землепользовании, а также выбросы от использования ископаемого топлива, было обнаружено, что RCP8.5 фактически немного занижает общие выбросы. Хотя использование ископаемого топлива является основным источником выбросов углерода, для климатологов, которые хотят понять физические риски изменения климата, общее количество углекислого газа в атмосфере может быть более важным, чем пути, по которым углерод попал туда. Другими словами, актуальность RCP8.5 и других сценариев с высоким уровнем выбросов зависит от того, для чего исследователи планируют их использовать.

Но все, кажется, согласны с тем, что RCP8.5 не следует называть «обычным делом», потому что мы не живём в мире без политики. Бёрджесс и его коллеги утверждают, что учёным необходимо лучше различать сценарии, имеющие отношение к политике, и сценарии для исследования. Если эти сценарии будут использоваться для информирования политиков, их необходимо обновлять чаще, чтобы убедиться, что они соответствуют реальным условиям. Знание того, где в настоящее время не достигаются RCP, может помочь исследователям построить лучшие сценарии в будущем.

Более тёплый мир

Даже если вы считаете, что сценарии с низким уровнем выбросов сейчас наиболее правдоподобны, они всё ещё далеки от идеала. «Мы по-прежнему ожидаем, что к концу века потепление составит около 3°C или более, а это не тот мир, в котором мы хотим жить», - сказал Хаусфазер. Нет никаких гарантий, что потепление на этом остановится, даже если нам удастся снизить выбросы. В этих моделях есть три основных источника неопределённости: насколько климат чувствителен к дополнительному количеству углерода, как океаны и суша будут поглощать или выделять углерод по мере потепления мира и насколько больше углерода люди выбрасывают в атмосферу. «Наличие этих больших неопределённостей означает, что мы не можем исключить некоторые из этих более высоких уровней потепления даже при более умеренных сценариях выбросов, и тем более важно контролировать один тип неопределённости в климатической системе, которую мы контролируем, «Это наши будущие выбросы», - сказал Хаусфазер.

Ссылка: https://eos.org/articles/the-debate-over-the-united-nations-energy-emissions-projections

Учёные Метеорологического бюро Великобритании прогнозируют, что 2021 год во всём мире будет немного прохладнее, но всё равно останется одним из шести самых тёплых лет.

Погодное явление Ла-Нинья приведёт к снижению температуры, но парниковые газы останутся самым большим фактором влияния.

Исследователи говорят, что среднеглобальная температура будет примерно на 1°С выше, чем в доиндустриальную эпоху.

Это будет седьмой год подряд, когда среднеглобальная температура окажется близкой к этой отметке или превзойдёт её.

Согласно прогнозам Метеорологического бюро, среднеглобальная температура на Земле в 2021 году, вероятно, будет на 0,91–1,15°C выше, чем в период с 1850-1900 гг., с центральной оценкой в ​​1,03°C.

Прогноз на 2021 год по температуре немного ниже, чем в предыдущие годы, из-за начала явления Ла-Нинья в тропической части Тихого океана.

Ла-Нинья возникает, когда сильные ветры уносят тёплые поверхностные воды Тихого океана от Южной Америки в сторону Филиппин.

Вместо них на поверхность выходят более холодные воды из глубины океана.

Ожидается, что это снизит температуру поверхности моря на 1-2°C и, вероятно, этого будет достаточно, чтобы не дать 2021 году установить новую рекордную отметку.

«Глобальная температура в 2021 году вряд ли станет рекордной, но она будет намного выше, чем в другие прошлые годы Ла-Нинья, такие как 2011 и 2000 гг., из-за глобального потепления», - сказал профессор Адам Скейф (Adam Scaife), руководитель отдела долгосрочных прогнозов Метеорологического бюро.

Исследователи говорят, что воздействие естественного похолодания, такого как Ла-Нинья, хотя и является важным, в значительной степени нейтрализуется потеплением, вызванным парниковыми газами в атмосфере.

В 1999–2000 гг. явление Ла-Нинья было сильным, но с тех пор глобальные температуры повысились на 0,4°C.

Это соответствует оценке потепления на 0,2°C за десятилетие, которую Межправительственная группа экспертов по изменению климата приписывает деятельности человека.

«Изменчивость цикла Ла-Нинья / Эль-Ниньо является вторым по важности фактором в формировании температуры в атмосфере Земли, но её просто затмевает вынуждающий эффект роста содержания парниковых газов в атмосфере», - сказал учёный из Метеорологического бюро д-р Ник Данстон (Nick Dunstone).

Метеорологическое бюро заявляет, что его опыт в прогнозировании предыдущих годовых температур вселяет уверенность в прогнозах следующего года.

Год назад агентство оценило, что 2020 год будет на 0,99–1,23°C теплее, чем в доиндустриальную эпоху.

Данные с января по октябрь этого года показывают, что годовая температура будет на 1,17°C выше среднего значения 1850-1900 гг.

2016 год остаётся самым тёплым годом за всю историю наблюдений, 2020 год соперничает за второе место с 2019 годом.

Согласно предварительной оценке Всемирной Метеорологической Организации, самые тёплые шесть лет в период с 1850 года по настоящее время, сейчас приходятся на период 2015-2020 гг. Метеорологическое бюро ожидает, что температура 2021 года превзойдёт температуру 2018 года и займёт шестое место.

Ссылка: https://www.bbc.com/news/science-environment-55365414

На петербургском предприятии «Адмиралтейские верфи» состоялся спуск на воду самодвижущейся арктический платформы «Северный полюс» (проект 00903), говорится в сообщении Арктического и антарктического НИИ (ААНИИ). Судно, построенное по заказу Росгидромета, позволит ученым продолжить регулярные исследования центральной Арктики, которые с 1930-х годов проводились на дрейфующих станциях «Северный полюс».

Первая дрейфующая ледовая станция «Северный полюс-1» открылась в 1937 году: четверо ученых под руководством Ивана Папанина провели на льду около девяти месяцев. После войны, в 1950-е годы, практика высадки на лед исследовательских станций возобновилась, и до 1991 года в Арктике работали 30 экспедиций — иногда на льду находились одновременно две станции. В 2003 году на лед была высажена первая постсоветская станция, «Северный полюс-32». Ученые в дрейфующих лагерях занимались изучением морского льда, состояния атмосферы, течений, экологической обстановки, климата.

Однако в 2015 году эту практика была прекращена, станция «Северный полюс-2015» стала последней. С одной стороны, это было связано с изменениями климата в Арктике: ученым все сложнее было находить удобные для станции поля многолетних льдов толщиной более двух-трех метров, кроме того, сами эти льдины становились все менее долгоживущими. Кроме того, для организации экспедиции необходимы были рейсы атомного ледокола, что выливалось в значительные расходы. Поэтому с 2012 года начала обсуждаться идея построить самодвижущуюся ледостойкую платформу, которая сможет своим ходом дойти до нужного региона, где «вморозится» в лед и будет дрейфовать вместе с ним. При этом исследователи будут оставаться в безопасности и комфорте, а срок службы такой платформы может составить 25 лет.

Морская ледостойкая платформа «Северный полюс»

Строительство платформы началось в 2018 году. По информации ААНИИ, длина платформы составляет 83,1 метра, ширина — 22,5 метра, водоизмещение — более 10 тысячи тонн, мощность двигателя — 4,2 мегаватта. В самодвижущемся режиме судно сможет развивать скорость до 10 узлов. Экипаж судна — 14 человек, научный персонал — 34 человека. Запас топлива позволит платформе работать в Арктике непрерывно около трех лет.

Расположение помещений на палубах ледостойкой самодвижущейся платформы «Северный полюс»

18 декабря платформа была спущена на воду, на этот момент она достроена на 61 процент: построены корпус и подводная часть, установлены все акустические приборы, находящиеся в подводной части судна, отливные патрубки, подруливающее устройство. В дальнейшем на борту будет оборудовано 15 научных лабораторий. На одной из палуб будет оборудована вертолетная площадка, рассчитанная на вертолеты типа Ми-8 и Ми-38. Окончание строительства запланировано на 2022 год.

 Ссылка: https://nplus1.ru/news/2020/12/18/polar

Почти половина потока пресной воды из Антарктического ледяного щита в Южный океан происходит в виде больших плосковершинных айсбергов, которые откалываются от шельфовых ледников континента. Однако из-за трудностей с адекватным моделированием их разрушения крупные антарктические айсберги до настоящего времени либо не были представлены в моделях, либо представлены, но без схемы разрушения, поэтому они постоянно «выживают» слишком долго и перемещаются слишком далеко по сравнению с наблюдениями. Авторы вводят представление о разрыве айсберга с помощью схемы разрушения, основанной на «механизме расшатывания». Оптимизированы параметры этой схемы разрушения путём принудительного использования модели айсберга с оценкой состояния океана и сравнения смоделированных траекторий и площадей айсбергов с базой данных мониторинга антарктических айсбергов. Показано, что включение крупных айсбергов и представление об их разрушении существенно влияет на распределение талой воды айсбергов, а это имеет последствия для циркуляции и стратификации Южного океана.

Ссылка: https://advances.sciencemag.org/content/6/51/eabd1273