Климатический центр Росгидромета

Новости партнеров

МВФ: банкам угрожает изменение климата

МВФ опубликовал отчет о финансовых рисках, связанных с экологией и изменением климата – Climate Change and Financial Risk. Ущерб, который наносят засухи и паводки в разных регионах мира, становится все более существенным, поэтому регуляторы начинают учитывать экологические риски в своей политике.

Детали. Авторы отчета пишут о двух группах рисков для экономики. Первая группа – риски физические, возникающие из-за разрушения имущества, миграции, вызванной экологической ситуацией, и банкротства предприятий. К такому виду рисков более чувствительны страны с небольшой экономикой. Повышение уровня мирового океана может привести к тому, что дома людей, живущих в прибрежных районах, окажутся затоплены. Из-за этого растут риски банков, выдающих ипотеку.

Более рискованным становится и кредитование бизнеса. В январе обанкротилась электроэнергетическая компания Pacific Gas and Electric Company (PG&E) – из-за ее деятельности в Калифорнии последние два года бушуют пожары. Компания получила множество исков об ответственности за пожары и в итоге менеджмент принял решение подать заявление о банкротстве. The Wall Street Journal назвала банкротство PG&E первым банкротством из-за климатических изменений.

Также физические риски опасны для страховых компаний – из-за стихийных бедствий их клиенты теряют имущество, а сами компании вынуждены платить страхователям больше. В некоторых районах страховой бизнес становится настолько невыгодным, что компании оттуда уходят.

Вторая группа рисков – переходные риски, вызванные изменениями в государственной политике, технологиях или предпочтениях потребителей при переходе к низкоуглеродной экономике. Они могут реализоваться в бизнесе компаний, которые попадают под ограничения экологической политики. Например, если компания не снижает выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, то потребители, требующие от бизнеса большей заботы об окружающей среде, с меньшей вероятностью выберут ее продукцию. Соответственно, доходы у таких компаний будут меньше, чем у тех, кто больше внимания уделяет экологии (например, производители экологически чистого топлива).

Также у них будет меньше возможностей получить банковское финансирование – некоторые банки уже отказываются кредитовать производителей неэкологичного топлива. В конечном счете это отразится на стоимости акций топливных компаний и на всем фондовом рынке.

К чему это приводит. Банки, чьи заемщики пострадали от стихийных бедствий, часто реструктуризируют их кредиты. Например, Австралийская ассоциация банков (Australian Banking Association) объявила, что клиенты, пострадавшие от пожаров, могут обратиться в банк за смягчением условий кредита — отсрочить платеж, не платить комиссии или консолидировать долги. Австралийские банки также предоставили возможность досрочно и без штрафов снять деньги с вклада или увеличить лимит по кредитной карте.

После паводков в Иркутской области и критики Владимира Путина, глава Сбербанка Герман Греф также заявил о готовности реструктуризировать кредиты пострадавшим от наводнения.

Благодаря реструктуризации банки терпят не такие большие убытки, как при дефолте заемщика, однако зачастую это все же приводит к издержкам.

Позиция центробанков. Авторы отчета пишут, что центральные банки и институты развития уже включают экологические риски в свою политику. Например, британский регулятор уже учел сценарии изменения климата в стресс-тестах для страховых компаний.

Кроме того, существует Объединение центральных банков и финансовых регуляторов за экологичность финансовой системы (NGFS, Network for Greening the Financial System), куда входят 48 участников. Объединение занимается передовым практиками в области зеленых финансов, в том числе управляет экологическими и климатическими рисками в финансовом секторе.

Что в России. На запрос Frank Media о включении климатических рисков в периметр регулирования сектора пресс-служба Банка России прислала ссылку на обзор финансовой стабильности за 2-3 кварталы 2019 года. В нем отмечается, что подходы к учету климатических рисков находятся на раннем этапе развития, однако их дальнейшее развитие необходимо.

Работа в области анализа и учета влияния климатических рисков на финансовый рынок и финансовую стабильность может проводиться посредством развития «зеленых» инструментов финансирования, стресс-тестирования финансовых организаций, наиболее подверженных климатическим рискам и оценки рисков реального сектора российской экономики, связанных с переходом на низкоуглеродные методы производства, пишет ЦБ в отчете.

Зачем вам об этом знать. Если климатические и экологические риски будут увеличиваться, то банкам нужно быть готовыми к регулятивным изменениям. Чтобы минимизировать потери от неплатежей и дефолтов заемщиков — как компаний, так и граждан — ЦБ может внести коррективы в регулирование с учетом российской специфики.

Ссылка: https://frankrg.com/10468

Печать

Science Advances: Обширные пожары в зоне вечной мерзлоты в юго-восточной Сибири связаны с предшествующим Арктическим Колебанием

Выбросы углерода в результате бореальных пожаров могут значительно ускорить арктическое потепление; однако механизмы и динамика возникновения бореальных пожаров остаются в основном неизвестными. Авторы анализируют пожарную активность и соответствующие крупномасштабные атмосферные условия над юго-восточной Сибирью, имеющей наибольшую долю сгоревших площадей в циркумбореальной области и высокий уровень выбросов углерода из-за высокой плотности торфяников. Установлено, что годовая площадь сгорания увеличивалась, когда положительная фаза Арктического Колебания имела место в первые месяцы года, несмотря на то, что пик пожаров наступает лишь через один-два месяца. Локальная система высокого давления, связанная с Арктическим Колебанием, приводит к возникновению высокотемпературной аномалии в конце зимы, что порождает преждевременное таяние снега. Как следствие, происходит более раннее воздействие на поверхность земли и весной почва становится более сухой из-за усиленного испарения, способствующего распространению огня. В последнее время юго-восточная Сибирь пережила потепление и отступление снега; поэтому для этого региона необходимы соответствующие стратегии борьбы с пожарами для предотвращения массивного выброса углерода и ускоренного глобального потепления.

Ссылка: https://advances.sciencemag.org/content/6/2/eaax3308

Печать

Ъ: о Национальном плане адаптации к изменениям климата

У России появился национальный план адаптации к изменению климата. Принятый правительством документ носит рамочный характер. В нем определены организационные и нормотворческие меры на ближайшие три года — в течение этого периода должны быть разработаны отраслевые и региональные планы адаптации. Эксперты приветствуют появление плана, однако отмечают очень неспешный характер предлагаемых действий и отсутствие четких указаний региональным властям.

«Национальный план мероприятий первого этапа адаптации к изменениям климата на период до 2022 года» утвержден правительством. Документ готовился в соответствии с планом мер по совершенствованию госрегулирования выбросов парниковых газов и подготовке к ратификации Парижского соглашения (Россия, напомним, присоединилась к нему в сентябре 2019 года).

«Сейчас план представляет собой систему организационного, методического регуляторного характера — мы устраняем пробелы в регулировании по полномочиям органов исполнительной власти, по формированию подходов и планированию адаптации»,— пояснил “Ъ” заместитель главы Минэкономики Михаил Расстригин.

План состоит из четырех блоков:

  1. риски от изменения климата для экономики России,
  2. список федеральных мероприятий на три года,
  3. меры по подготовке ведомственных планов адаптации по отраслям экономики,
  4. усилия по подготовке региональных планов.

«На первом этапе в ближайшие три года Минэкономики будет разрабатывать методическую базу, в том числе рекомендации по подготовке отраслевых и региональных планов. Мы также планируем получить обзор мер и потребностей финансирования — понять, какие мероприятия уже запланированы в регионах и на какие из них уже есть финансирование»,— говорит Михаил Расстригин.

План предполагает разработку к концу 2020 года типового «паспорта климатической безопасности» РФ, в котором будут проанализированы существующие и будущие климатические тренды.

Предполагается, что на его основе регионы будут готовить собственные «паспорта». Еще один пункт плана — разработка к 2021 году целевых показателей климатической адаптации. В этом году Минэкономики должно подготовить и доклад правительству об экономических и финансовых инструментах для климатической адаптации, включая климатическое страхование. К концу 2022 года, проанализировав эффективность реализованных мер, Минэкономики начнет подготовку мероприятий второго этапа, в которые будут включены конкретные проекты с финансированием, а также данные региональных и отраслевых планов.

Директор программы «Климат и энергетика» WWF России Алексей Кокорин считает план «нужным и своевременным»: «Его появление вызвано в том числе ростом опасных метеорологических явлений на территории страны — в два раза за последние 15–20 лет, а также последними данными научных исследований, свидетельствующими, что изменение климата — это всерьез и надолго».

Георгий Сафонов из ВШЭ также считает принятие плана важным событием: «Создается впечатление, что руководство страны, наконец, всерьез обратило внимание на эту сложную и актуальную проблему: прошедший год отметился беспрецедентными лесными пожарами в Сибири, трагическими последствиями наводнения в Иркутской области, рекордными плюсовыми температурами в Москве в декабре». При этом эксперт критикует неспешный характер предлагаемых действий: «Отраслевые планы предлагается разработать лишь к третьему кварталу 2021 года, но необходимые научные данные давно собраны, надо действовать, а мы медлим. Субъектам РФ рекомендуется разработать планы адаптации лишь к концу 2022 года, как будто наводнения, пожары, засухи, волны жары могут подождать». Эксперт отмечает, что регионам «рекомендуется» начать заниматься вопросом, что в переводе на язык чиновников означает «делать это необязательно». «Принятый в 2014 году план реализации климатической доктрины РФ уже рекомендовал регионам заняться климатом, результат — нулевой»,— сетует Георгий Сафонов.

Директор по развитию Национальной организации поддержки проектов поглощения углерода Олег Плужников отмечает, что «после двух лет разработки был утвержден документ, представляющий собой перечень полупоручений и полурекомендаций, отсутствие финансового обеспечения этих работ переводит их в лучшем случае в разряд желательных или даже возможных — с весьма невысокой степенью вероятности выполнения в установленные правительством сроки».

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/4215450?

Печать

Алексей Кокорин о Национальном плане адаптации к изменениям климата

МОСКВА, 9 янв - РИА Новости. План адаптации России к изменениям климата хорош разработкой климатических паспортов для регионов, но смущают неопределенные сроки включения проблемы изменения климата в школьную программу, заявил РИА Новости руководитель программы "Климат и энергетика" Всемирного фонда дикой природы (WWF) России Алексей Кокорин.

Кабмин РФ в начале января утвердил национальный план мероприятий первого этапа адаптации к изменениям климата на период до 2022 года.

"План институциональный, и это хорошо. Это первый этап, который предусматривает, чтобы отдельные ведомства разработали отраслевые планы. Будет разработан климатический паспорт региона - это очень хорошо. Пока регионы действуют на добровольной основе, что уже неплохо. Но там, где уже понятно, что действовать надо - в той же Арктике или на Дальнем Востоке, где наводнения, - там это будет иметь институциональную основу", - сказал Кокорин.

По словам эксперта, к минусам документа можно отнести отсутствие Минтруда и Федеральной миграционной службы (ФМС) среди причастных к разработке плана ведомств.

"Это значит, что миграция не считается в России подверженной влиянию климата, хотя во всем мире этот вопрос стоит достаточно явно. Возможно, для России он пока не стоит, но мониторинг нам нужен, и затронуть нас это также может. Второй минус - нет даты, когда в федеральном стандарте образования появится информация об изменении климата", - заметил Кокорин.

Собеседник агентства пояснил также, что ухудшение состояния здоровья населения отмечено как основной риск изменения климата в России.

По его словам, план будет опираться на данные Росгидромета и предусматривает подготовку третьего оценочного доклада об изменении климата на территории РФ в 2022 году. "Он станет основой прогноза, к чему надо будет адаптироваться", - заключил Кокорин.

Ссылка: https://ria.ru/20200109/1563214339.html

Печать

EOS: Данные наблюдений подтверждают модели влияния Солнца на Землю

Используя комбинацию независимых моделей и наблюдений в разных временных масштабах, учёные проверяют две важные модели, которые оценивают количество солнечного излучения, получаемого Землёй.

Учёные часто полагаются на две важные метрики в оценке количества солнечной энергии, передаваемой на Землю: общее солнечное излучение (ОСИ) и солнечное спектральное излучение (ССИ). ОСИ указывает общую солнечную энергию на единицу площади, достигающую верхней границы атмосферы Земли на всех длинах волн. ССИ также представляет солнечную энергию на единицу площади, но на дискретных длинах волн в определённом диапазоне и с определённым разрешением, которое зависит от инструмента, выполняющего измерения.

Отслеживание и моделирование изменений солнечного излучения, которые могут значительно варьироваться в разные периоды времени, от нескольких минут до столетий, являются важнейшими задачами в достижении более полного понимания климата Земли. Недавно исследователи использовали модели ОСИ и ССИ, разработанные военно-морской исследовательской лабораторией США (NRL) и известные как NRLTSI2 и NRLSSI2.

Самый надёжный способ проверки выходных данных модели - это сравнение их со спутниковыми измерениями. Такие данные имеются всего лишь за период около 40 лет, и существует много пробелов как во времени, так и в длинах волн, на которых вели измерения спутниковые приборы. С целью заполнения пробелов и расширения объёма информации о прошлых эпохах, учёные полагаются на модели, использующие исторические показатели солнечной активности, такие как числа солнечных пятен и космогенные изотопы, сохранённые в кольцах деревьев и кернах льда.

В новом исследовании Коддингтона и др. (Coddington et al.) произведена проверка моделей NRLTSI2 и NRLSSI2 посредством сравнения их результатов с результатами независимых моделей, а также с данными космических наблюдений, особенно из эксперимента НАСА по солнечной радиации и климату (SORCE). Исследователи сосредоточились на измерениях ОСИ и ССИ во временных масштабах, варьирующихся от нескольких дней до десятилетия и в конечном итоге охватывающих всю эпоху освоения космоса.

Они нашли хорошее согласие в своих оценках ОСИ с набором данных SORCE по срокам вращения Солнца (примерно 1 месяц), а также по одному солнечному циклу (около 11 лет).

Проверка модели NRLSSI2 оказалась более сложной. Исследователи обнаружили, что её результаты хорошо согласовались в короткие сроки и в ультрафиолетовом и видимом диапазонах волн с наблюдательными оценками ССИ от SORCE и других миссий, включая прибор для мониторинга озона и композитный прибор для получения данных о солнечной радиации на разных длинах волн. Однако на длинах волн более 900 нанометров проверка не удалась из-за шума прибора в наборах данных наблюдений.

Точно так же модель NRLSSI2 не удалось проверить на временных масштабах солнечного цикла, потому что не было достаточного согласия среди других наборов данных для сравнения.

Исследователи надеются устранить эти пробелы в своих будущих исследованиях и предполагают, что обе модели (NRLTSI2 и NRLSSI2) являются надёжными инструментами для оценки влияния Солнца на Землю.

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/observational-data-validate-models-of-suns-influence-on-earth

Печать

Nature Climate Change: Изменение климата теперь можно обнаружить по погоде в любой день в глобальном масштабе

В течение нескольких поколений учёные-климатологи информировали общественность о том, что «погода не является климатом», и изменение климата было сформулировано как изменение в распределении погоды, медленно возникающем из-за её большой изменчивости в течение десятилетий. Однако, если рассматривать ее глобально, погода сейчас находится на неизведанной территории. По мнению авторов, на основе одного дня наблюдаемых во всем мире температуры и влажности можно обнаружить отпечаток изменения климата, вызванного извне, из чего делается вывод, что Земля в целом нагревается. Предложенный авторами подход использует статистическую обработку и результаты работы климатической модели, чтобы в краткой форме обозначить взаимосвязь между пространственными закономерностями суточной температуры и влажности и ключевыми показателями изменения климата, такими как среднегодовая глобальная температура или энергетический дисбаланс Земли. Наблюдения проецируются на эту взаимосвязь для обнаружения изменения климата. Отпечаток изменения климата обнаруживается в любой отдельный день в наблюдаемых глобальных данных с начала 2012 года и с 1999 года на основе данных за год. Обнаружение является надёжным даже при игнорировании долгосрочной тенденции глобального потепления. Подход дополняет традиционные методы оценки изменения климата, но также открывает более широкие перспективы для информирования о региональных погодных явлениях, изменяя повествование об изменении климата: в то время как локальные изменения погоды обнаруживаются на масштабах десятилетий, глобальное изменение климата теперь обнаруживается мгновенно.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0666-7

Печать

Nature Climate Change: Антропогенный отпечаток в глобальной погоде

Антропогенный отпечаток был обнаружен в долгосрочных климатических тенденциях, но по-прежнему трудно отличить антропогенное изменение от естественной изменчивости в повседневной погоде. В настоящее время исследования показывают, что влияние человека на суточную температуру и влажность заметно в глобальных моделях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0670-y

Печать

Андрей Киселев о первом этапе Национального плана по адаптации к климатическим изменениям до 2022 года

Климатолог Андрей Киселев в эфире НСН рассказал об особенностях выполнения национального плана по адаптации к климатическим изменениям в России.

Премьер-министр России Дмитрий Медведев утвердил первый этап национального плана по адаптации к климатическим изменениям до 2022 года. В том числе, документ включает социально-экономические меры по снижению уязвимости населения страны.

Отраслевые планы адаптации к изменениям климата было поручено утвердить субъектам федерации до 30 сентября будущего года. Так они будут обязаны организовать и работу по их выполнению до 10 мая 2022 года.

Старший научный сотрудник Главной геофизической обсерватории имени Воейкова, климатолог Андрей Киселев в эфире НСН отметил, что национальный план по адаптации к климатическим изменениям до 2022 года разработан в связи с присоединением России в сентябре 2019 года к Парижскому соглашению по климату. Эксперт назвал документ обширным и своевременным и обратил внимание на то, что система информирования власти о климатических изменениях в России начала выстраиваться раньше, чем о ее создании заговорили в мире.

«Наша страна очень большая, и климат на юге и на севере России разный. Поэтому меры, которые предполагается принимать для адаптации к климатическим изменениям, требуют, с одной стороны, учета региональных особенностей, с другой – объединения усилий в реализации национального плана различных министерств и ведомств. Поэтому необходимо решать комплексную, довольно сложную задачу – не только противостоять негативным явлениям, влияющим на климат, но предвосхищать их появления или возможные последствия. И задачу эту решить придется в довольно короткий срок», - отметил климатолог.

Киселев также рассказал, что роль основного исполнителя национального плана по адаптации к климатическим изменениям отводится Росгидромету как организации, которая обеспечивает работу метеорологической и климатической сети и с учетом научной обработки данных информирует о состоянии климата органы власти и других пользователей.

Ссылка: https://nsn.fm/society/ekspert-proanaliziroval-natsionalnyi-plan-rossii-po-klimatu

Печать

Раскрыто влияние глобального потепления на замерзание рек

Повышение глобальной температуры на каждый градус Цельсия уменьшает продолжительность оледенения рек примерно на шесть дней, что несет в себе экономические и экологические последствия.

Более половины рек Земли ежегодно покрываются льдом, поддерживая важные транспортные сети для сообществ и отраслей промышленности, расположенных в высоких широтах, в частности, обеспечивая зимними транспортными путями в виде ледяных дорог в отдаленные населенные пункты. Ледяной покров также регулирует количество парниковых газов, выбрасываемых реками в атмосферу.

Исследование ученых из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (США), опубликованное в журнале Nature, впервые рассмотрело будущее речного льда в мировом масштабе. Оно показало, что повышение глобальной температуры на каждый градус Цельсия уменьшает продолжительность оледенения рек примерно на шесть дней, и несет в себе экономические и экологические последствия.


Ледяной покров на реке Юкон (Аляска). Credit: Courtesy Landsat imagery/NASA Goddard Space Flight Center and U.S. Geological Survey

«Мы использовали более 400 тысяч спутниковых снимков, собранных за 34 года. Прогнозируемая тенденция будущей потери льда, вероятно, приведет к экономическим проблемам для людей и промышленности вдоль этих рек, а также к изменению сезонных выбросов парниковых газов», – рассказывает Сяо Янг, ведущий автор исследования.

Группа также рассмотрела произошедшие изменения в ледяном покрове рек и определила будущие тенденции. Сравнивая речной ледяной покров за период 2008–2018 годов и 1984–1994 годов, ученые обнаружили помесячную глобальную потерю льда от 0,3 до 4,3 процента. Наибольшее снижение было отмечено на Тибетском нагорье, в Восточной Европе и на Аляске.

«Наблюдаемое сокращение речного льда, вероятно, продолжится с прогнозируемым глобальным потеплением», – сообщают исследователи.


Зимний Днепр глазами экипажа МКС. Credits: NASA/ESA/Thomas Pesquet

Опираясь на разработанный прогноз, команда сравнила ожидаемый ледяной покров рек между 2009-2029 годами и 2080-2100 годами. Результаты показали, что помесячные снижения в северном полушарии колеблются от 9 до 15 процентов в зимние месяцы и от 12 до 68 процентов осенью и весной. В зоне наивысшего риска оказались Скалистые горы, северо-восток США, восточная Европа и Тибетское нагорье.

«В конечном счете, исследование демонстрирует способность комбинировать огромное количество спутниковых снимков с климатическими моделями, чтобы максимально точно прогнозировать, как изменится наша планета, а также оценить культурные, социально-экономические и экологические последствия потери речного льда», – заключил Тамлин Павельски, соавтор исследования.

Ссылка: https://in-space.ru/raskryto-vliyanie-globalnogo-potepleniya-na-zamerzanie-rek/

Печать

EOS: «Хакатон» ускоряет продвижение к сотрудничеству в области моделирования климата

Учёные-климатологи приняли участие в общенациональном мероприятии по анализу и сравнению модельных результатов по архивным данным о климатической системе Земли и подготовке материалов для предстоящего доклада МГЭИК об изменении климата.

Прошлым летом учёные из Министерства энергетики США собрались в шести центрах по всей территории Соединённых Штатов, чтобы принять участие в «хакатоне» сравнения климатических моделей. Они объединили вычислительные ресурсы и опыт, а также провели совместную работу лично и посредством видеоконференций. Объединив усилия, эти учёные получили результаты быстрее, сократили дублирование усилий и тратили меньше времени на решение проблем с программным обеспечением, чем если бы они работали самостоятельно.

Их выводы будут использованы в широком обзоре, выпускаемом каждые шесть лет Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). В этом отчёте рассматривается состояние науки об изменении климата, документируются его социально-экономические последствия и определяются эффективные стратегии реагирования. На данный момент МГЭИК подготовила пять оценочных докладов, и в настоящее время готовится шестой (AR6).

Анализ климатической системы Земли, основанный на данных наблюдений, полученных с помощью датчиков на земной поверхности, в океанах и в космосе, составляет основу этих отчётов. Но исследования с численными моделями земной системы предоставляют важную дополнительную информацию, поскольку они дают представление о будущих условиях состояния окружающей среды и помогают приписать наблюдаемые изменения конкретным причинам.

Каждая модель (а их много) включает в себя собственный массив исходных данных, предположений и алгоритмов. Таким образом, наилучшая общая картина климата Земли получается при сравнении результатов нескольких моделей, принимая во внимание сильные и слабые стороны каждой модели. Тем не менее, этот тип сравнения создаёт проблемы для отдельных исследователей.

Ансамблевая роль моделей

Модели описывают основные процессы в климатической системе Земли в сложных компьютерных кодах. Несмотря на все усилия исследователей, ни одна модель не является идеальной, поскольку учёным приходится делать трудный выбор, чтобы сбалансировать физический реализм с разумными вычислительными характеристиками. Поэтому опасно основывать важные выводы об изменении климата на базе результатов какой-либо одной модели.

Признавая это, Всемирная программа исследований климата организовала проекты взаимных сравнений моделей (Coupled Model Intercomparison Projects, CMIP) в середине 1990-х годов. В этих проектах центры моделирования запускают свои модели в соответствии с общим протоколом моделирования, используя общий набор воздействий (например, предписанные концентрации углекислого газа в атмосфере).

Вскоре учёные поняли, что сравнение модельных результатов с наблюдаемым климатом, а также с результатами других моделей является эффективным способом накопления знаний. Диапазон будущих результатов, полученных с помощью различных моделей с использованием различных входных данных, даёт оценки как внутренней изменчивости климатической системы Земли, так и структурных неопределённостей моделей. Модели можно использовать для изучения различных откликов будущих ответных действий человека на изменение климата, от сценариев высоких выбросов парниковых газов до активных мер по смягчению последствий, снижающих темпы выбросов почти до нуля.

CMIP6: работа в процессе

Учёные-климатологи приняли участие в общенациональном мероприятии по анализу и сравнению модельных результатов по архивным данным о климатической системе Земли и подготовке материалов для предстоящего доклада МГЭИК об изменении климата.

Прошлым летом учёные из Министерства энергетики США собрались в шести центрах по всей территории Соединённых Штатов, чтобы принять участие в «хакатоне» сравнения климатических моделей. Они объединили вычислительные ресурсы и опыт, а также провели совместную работу лично и посредством видеоконференций. Объединив усилия, эти учёные получили результаты быстрее, сократили дублирование усилий и тратили меньше времени на решение проблем с программным обеспечением, чем если бы они работали самостоятельно.

Их выводы будут использованы в широком обзоре, выпускаемом каждые шесть лет Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). В этом отчёте рассматривается состояние науки об изменении климата, документируются его социально-экономические последствия и определяются эффективные стратегии реагирования. На данный момент МГЭИК подготовила пять оценочных докладов, и в настоящее время готовится шестой (AR6).

Анализ климатической системы Земли, основанный на данных наблюдений, полученных с помощью датчиков на земной поверхности, в океанах и в космосе, составляет основу этих отчётов. Но исследования с численными моделями земной системы предоставляют важную дополнительную информацию, поскольку они дают представление о будущих условиях состояния окружающей среды и помогают приписать наблюдаемые изменения конкретным причинам.

Каждая модель (а их много) включает в себя собственный массив исходных данных, предположений и алгоритмов. Таким образом, наилучшая общая картина климата Земли получается при сравнении результатов нескольких моделей, принимая во внимание сильные и слабые стороны каждой модели. Тем не менее, этот тип сравнения создаёт проблемы для отдельных исследователей.

Задача мультимодельного анализа

Для отдельных учёных выполнение мультимодельного анализа может быть сложной задачей. Во-первых, аналитику необходим доступ к локальному хранилищу, которое может содержать много терабайт данных, к программному обеспечению для анализа и визуализации, которое может обрабатывать большие наборы данных, и к мощной вычислительной платформе для выполнения сложных вычислений. Во-вторых, многие задачи обработки данных утомительны и требуют много времени: определение необходимых файлов данных в онлайн-каталоге, загрузка и проверка данных, учёт особенностей каждой модели, последовательная предварительная обработка данных с помощью десятков моделей (например, извлечение данных для временного окна и интересующего региона и вычисление среднегодовых значений или временных рядов аномалий), вычисление релевантных метрик и осмысленная визуализация результатов. Эти задачи повторяются аналитиками во всем мире, иногда даже несколькими коллегами в одной группе, что представляет собой дублирование усилий и, зачастую, потерянное время.

Весной 2019 г. учёные, финансируемые RGMA, решили, что анализ CMIP можно было бы значительно ускорить, если бы эти технические узкие места были обработаны группой. Если бы часто используемые данные CMIP6 были доступны большой группе сотрудников, напрямую подключённых к мощной вычислительной платформе с предустановленным и специализированным программным обеспечением для анализа и визуализации, тогда команды могли бы с самого начала сосредоточиться на научных проблемах.

Из этого осознания возникла идея «хакатона». «Хакатоны» - это обычные события в мире разработки программного обеспечения, когда программисты собираются, чтобы интенсивно сотрудничать для решения конкретной задачи. Желательно было обеспечить, чтобы данный «хакатон» стал возможностью быстро продвинуться в обработке и анализе данных CMIP6. Преследовались следующие цели: (1) собрать общий кэш данных, быстро доступный (с малой задержкой) для многих учёных с помощью мощной аналитической платформы, (2) создать общую среду анализа, способную обрабатывать большие объёмы данных, и (3) создать сообщество учёных, сотрудничающих для достижения общей цели создания научной политики.

1. Необходимость собрать общий кэш данных, вызвана тем, что большинство участников этой работы высоко ценили легкий доступ к данным CMIP6. Сотрудники Национального научно-вычислительного центра по энергетическим исследованиям (NERSC), основного научного вычислительного центра для Управления науки Министерства энергетики США, предоставили дисковый массив объемом 2,25 петабайта. В этот большой дисковый массив было загружено подмножество модельных результатов DECK и SSP (Shared Socioeconomic Path) из архива данных CMIP6, размещённого на сайте ESGF (Earth System Grid Federation).

Загрузка данных длилась круглосуточно в течение нескольких месяцев, в результате на дисковом массиве были размещены разнообразные данные наблюдений и климатического повторного анализа для использования при оценке, валидации и сравнительном анализе производительности моделей CMIP6. Был распространён опрос, в котором участники могли указать свои потребности в данных, что позволило определить приоритеты загрузки данных.

2. Для того, чтобы создать общую среду анализа, было использовано программное обеспечение Community Data Analysis Tools (CDAT), разработанное коллегами в рамках Программы диагностики и взаимного сравнения климатических моделей (Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparison (PCMDI)). В преддверии «хакатона» было организовано несколько возможностей обучения, чтобы участники могли ознакомиться с программным обеспечением для анализа, завершившимся 4-часовым учебным занятием, представленным разработчиком CDAT Чарльзом Дутрио. Несмотря на это, казалось, что время проведения было слишком коротким для многих участников, чтобы ознакомиться с уникальными возможностями CDAT, поэтому, в конце концов, большинство аналитиков придерживались инструментов, с которыми они были наиболее знакомы: Python, Matlab, NCL (National Center for Atmospheric Research Command Language) и другие.

3. Что касается создания сообщества учёных, несколько проектов, финансируемых RGMA, обычно проводят взаимные сравнения моделей, но другие команды имеют меньший опыт. Укрепление взаимодействие между учёными из различных проектов RGMA, облегчало обмен полезной информацией и возможность начать новое сотрудничество. За несколько дней до «хакатона» была организована телеконференция, в ходе которой учёные могли представить и обсудить свои планы анализа. Эта сессия дала людям возможность узнать о планах своих коллег, координировать задачи анализа и запросить помощь. Это событие положило начало нескольким новым сотрудничествам.

Удачный «хакатон»

«Хакатон» проводился с 31 июля по 6 августа 2019 г. Учёные работали в совместной и целенаправленной обстановке из шести центров, распределённых по всей стране. Возможности видеоконференций позволили центрам оставаться на связи круглосуточно. Участники обменивались информацией с помощью программного обеспечения Slack для обмена сообщениями, а также обменивались сценариями анализа с использованием платформы разработки программного обеспечения GitHub.

Приблизительно 50 учёных участвовали в «хакатоне» в любое время, и около 100 учёных RGMA подписались на доступ к учебным материалам, постоянным обсуждениям Slack, репозиторию кода GitHub и кешу данных, созданному в NERSC. Ежедневно в 1 час дня по восточному времени участники «хакатона» обсуждали свои успехи и проблемы. Эта ежедневная регистрация привела к конструктивным обсуждениям и предложениям по улучшению анализа и графической диагностики.

Скоординированная деятельность по анализу CMIP6 позволила многим пользователям быстро достичь значимых научных результатов, используя архив CMIP6 и высокопроизводительные вычислительные ресурсы. В течение трёх месяцев первые анализы, начатые во время «хакатона», были завершены и представлены для публикации, а результаты были переданы ведущим авторам AR6 МГЭИК. Многие другие документы находятся в стадии подготовки. Одно исследование, проведённое ведущим автором этой статьи, документирует, как модели CMIP6 единодушно прогнозируют значительное замедление Атлантического меридионального опрокидывания, важного игрока в климатической системе, к 2100 году. Другие команды изучают такие процессы, как ураганы и циклоны; муссоны; экстремальные явления осадков, засухи и волны тепла; арктический морской лед; тропические леса и углеродный цикл.

Отзывы участников показали, что «хакатон» и связанные с ним мероприятия были очень хорошо приняты теми, кто принимал в них участие. Один участник отметил, что мероприятие «помогло мне более эффективно анализировать данные CMIP6 и быстро решать проблемы программного обеспечения и программирования». Другой отметил, что «хакатон» «сэкономил много времени, которое я бы потратил на изучение самостоятельно». После явного успеха этого мероприятия планируется организовать аналогичные мероприятия по анализу и синтезу данных в будущем.

Ссылка: https://eos.org/science-updates/hackathon-speeds-progress-toward-climate-model-collaboration

Печать