Чем активнее тают льды на Северном полюсе, тем выше спрос на ледоколы. Эти суда еще долго останутся необходимыми для развития полярных маршрутов, которые позволяют сократить путь между многими тихоокеанскими и атлантическими портами.

Океанские просторы Арктики и Антарктики вызывают все больший интерес. Уже заметное летом на севере отступление льдов может открыть гигантские морские и прибрежные пространства для судоходства и добычи природных ресурсов. Развитие национальных ледокольных флотов позволяет оценить настоящие планы стран, которые стремятся извлечь выгоду из потепления климата на этих широтах.

За несколько часов до отставки 15 января этого года премьер-министр Дмитрий Медведев подписал постановление о выделении 127 миллиардов рублей на производство самого большого за всю историю ледокола, проекта «Лидер». 200 метров в длину, 50 метров в ширину, силовая установка в 200 мегаватт — этот морской мастодонт будет вдвое мощнее любого из существующих в настоящий момент пяти ядерных ледоколов (все они были построены в Санкт-Петербурге и приписаны к порту Мурманска). До ожидаемой в 2027 году поставки первого из трех «Лидеров» у госпредприятия «Росатомфлот» уже будет три тяжелых атомных судна, способных круглый год работать в Северном ледовитом океане и прокладывать путь даже через самый толстый слой льда: речь идет о проекте 22220. Тем самым Россия демонстрирует возвращение в океаны и стремление придать новый импульс Северному морскому пути. Тот играл значимую национальную роль в советское время, а сейчас становится все более важным международным маршрутом.

Шестью месяцами ранее, 14 июля 2019 года, канадская метеорологическая станция Алерт (расположена в 842 км от северного полюса), зафиксировала температуру в 21°C. Этот рекорд на 15 градусов превысил средние температурные показатели июля на этой самой северной в мире станции. Кроме того, в последнем докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) отмечается общее потепление в Арктике, которое идет втрое быстрее среднемировых показателей (они оцениваются примерно в 1°C).

В результате слой льда медленнее восстанавливается зимой, становится более тонким и накрывает все меньшую площадь летом. Площадь льда в море 18 сентября этого года была самой маленькой с 1979 года, если не считать показателей 20212 год. По приведенным МГЭИК прогнозам, в случае общемирового потепления на 1,5°C нас может ждать одно арктическое лето без льда в столетие. При росте температуры на 2°C это будет происходить раз в десятилетие.

Хотя рост температуры выглядит бесспорным, будущее ледяного слоя выглядит неопределенным. В Южном океане, чья площадь в восемь раз больше Средиземного моря, таяние береговых ледников, как ни парадоксально, способствует сохранению льдов в окружающих континент морях. Кроме того, усиление снеговых осадков может частично скомпенсировать таяние ледников.

Как следует из результатов недавно проведенного исследования, в арктическом регионе (в пять раз больше Средиземного моря) почти половина потепления климата связана с разрушающими озоновый слой газами, в частности с фторхлоруглеродоами, которые обладают мощным парниковым эффектом. Они были постепенно запрещены по Монреальскому протоколу 1987 года и должны рассеяться в ближайшие 50 лет. В то же время существует большой риск ускорения изменения климата, поскольку сокращение площади покрытой снегом и льдом поверхности суши и моря ведет к уменьшению отражения солнечного излучения. Его более активное поглощение землей и океанами ведет к разогреву, тогда как таяние вечной мерзлоты (она, кстати, существует и на морском дне) высвобождает парниковые газы, в том числе метан.

В целом, в ближайшие годы нас, видимо, ждет уменьшение толщины и площади льда в море. Это не означает, что корабли смогут свободно ходить в полярных широтах, поскольку лед будет все так же формироваться на протяжение больше части года. Отсюда вытекает парадокс: чем активнее тает лед, тем выше спрос на ледоколы, как мы видим с середины 2000-х годов. Эти суда еще долго останутся необходимыми для развития полярных маршрутов, которые позволяют сократить путь между многими тихоокеанскими и атлантическими портами. Так, плавание из Роттердама в Йокогаму занимает 20 700 км через Суэцкий канал и всего 12 700 км по Северному морскому пути. Маршрут Нью-Йорк-Шанхай составляет 19 600 км через Панаму и 14 500 км через север Канады.

Острые споры о разделе

Будь то туристы под полуночным летним солнцем или иней, который покрывает все судно зимой при температуре до —50 °C, этих кораблей еще никогда не было так много в северных океанах. Один только российский флот проложил путь 510 судам в 2019 году против в среднем 400 за два предыдущих года. Хотя все идущие по северным водам корабли должны обладать усиленным корпусом, по международной классификации ледоколами считаются лишь те, чья масса, профиль и мощь позволяют пробивать слой льда толщиной не менее 70 см. Самые тяжелые корабли могут на небольшой скорости прокладывать себе путь через многолетний лед толщиной более 4 метров и вдоль линий соприкосновения двух льдин толщиной более 10 метров. Создавая возможности для мореплавания и судоходства в холодных регионах, они в основном выполняют вспомогательную функцию в заливе Святого Лаврентия, в Балтийском, Белом и Охотском море… Кроме того, они обеспечивают морской суверенитет в полярных регионах, которые вызывают все больший интерес к себе.

В Антарктике договор 1961 года замораживает все территориальные претензии и допускает лишь мирную научную деятельность. Около 30 стран разместили там научные базы, чтобы понять изменение климата и зарождающиеся в этих водах главные океанические течения. Многие, безусловно, хотят застолбить территорию в перспективе открытия доступа к природным ресурсам.

Россия, Норвегия и Дания уже представили заявки на расширение своих исключительных экономических зон на арктическом шельфе, а Канада намеревается в скором времени представить аналогичные бумаги. Раздел некоторых зон, безусловно, станет предметом острых юридических и политических споров. Заявки были поданы в рамках ооновской Конвенции по морскому праву 1994 года, которая до сих пор не была ратифицирована США. Признание новых прав на разработку ресурсов на морском дне и в водах в теории никак не влияет на свободу судоходства. Как бы то ни было, канадцы и россияне претендуют на полный суверенитет в основных проливах в их исторических водах. США стремятся представить себя поборником свободы мореплавания и называют эти проливы международными, не принадлежащими никому. Кроме того, канадцы и россияне опираются на «арктическую статью» конвенции, которая указывает на риски загрязнения и необходимость защиты региона, чтобы запретить проход не соответствующим норме кораблям. Найти равновесие между национальными интересами и формированием международных маршрутов явно будет непросто.

Арктика не осталась в стороне от утверждений суверенитета в растущей атмосфере недоверия. В августе 2007 года российская подлодка опустилась на 4 261 метр, чтобы установить на дне национальный флаг из нержавеющего титана. Воздушное пространство над северным полюсом регулярно патрулируют МиГи. На заброшенном в 1993 году острове Котельный появилась новая база, а базу на Земле Франца-Иосифа расширили. США в свою очередь задействовали 50 000 человек с союзниками по НАТО в рамках операции «Единый трезубец» на севере Норвегии в октябре 2018 года. Наконец, предложив купить Гренландию 18 августа прошлого года, Дональд Трамп с привычной вульгарностью выразил растущий общий интерес к потенциальным природным ресурсам региона.

С движением по Северному морскому пути сохраняются сложности

Вес России в мировом флоте связан в первую очередь с историей, геологией и климатом. Ветры и морские течения, в частности идущие с севера Атлантики теплые воды, все регулярнее открывают Северный морской путь у берегов Сибири. Движение сквозь лабиринт северных канадских островов долгое время будет оставаться более проблематичным. Там, кстати говоря, произошло несколько трагедий до успеха норвежца Амундсена (1903-1906), и маршрутом очень редко пользовались до 2000-х годов. В то же время Адольф Эрик Норденшельд (Adolf Erik Nordenskjöld) прошел весь Северный морской путь от Норвегии до Берингова пролива еще в 1878-1879 годах. В советские времена также было зарегистрировано множество эпопей (и целый ряд происшествий) на Северном морском пути, первопроходческом фронте освоения богатств азиатской части страны. В 1932 году ледокол «Сибиряков» осуществил первый рейс из Архангельска в Йокогаму за один сезон. Движение у северного побережья в летнее время начало набирать обороты с 1930-х годов. Этот маршрут дополнял судоходство по великим сибирским рекам: Обь, Енисей, Лена и Колыма (летом они тоже освобождаются от льда). Для обеспечения освоения природных богатств Сибири и Дальнего Востока в 1959 году на воду был спущен первый атомный ледокол «Ленин», который обладал несравненной автономностью в несколько месяцев и оставался на службе до 1989 года. 14 августа 1977 года его «коллега» «Арктика» стал первым кораблем, которому удалось достичь северного полюса. Год спустя вся западная часть была открыта на протяжение всего года вплоть до Диксона в устье Енисея. «В начале 1970-х годов у СССР было в арктическом бассейне 138 судов, которые могли плавать во льдах, — говорит историк Пьер Торез. — К концу советского периода эта цифра достигла 350, к которым также следует добавить 16 ледоколов, в том числе 8 атомных».

Грузопоток достиг пика в конце 1980-х годов: 7 миллионов тонн, в основном угля, нефти, леса и минеральных ресурсов. После распада СССР он обвалился и достиг минимума в 1,5 миллиона тонн в 1998 году. Соответственно менялось и число жителей этих негостеприимных регионов. Морская доктрина, которая была представлена в 2001 году президентом Владимиром Путиным, была призвана изменить эту тенденцию. После медленного роста грузопоток превысил объем 1989 года только в 2017 году, но почти достиг отметки в 20 миллионов тонн в 2018 году и превысил 30 миллионов тонн в 2019 году. Этот резкий подъем связан в первую очередь с разработкой гигантского газового месторождения на Ямале. Полтора десятка приспособленных к северным широтам танкеров осуществляют доставку СПГ в Северную Европу и Азию. Освоение этих ресурсов стало возможным лишь при техническом и финансовом содействии Запада и Китая. Занимающееся эксплуатацией объекта и судов совместное предприятие «Ямал СПГ» на 20% принадлежит французской Total и китайской PertoChina, тогда как 9,9% находятся в руках Фонда шелкового пути. Как бы то ни было, большая часть капитала (50,1%) остается у российского Новатэка.

Регулярно объявляются крупные инвестиции: модернизация или расширение портов, аэропортов, железнодорожных линий и так далее. Ледоколам тоже отводится видное место с проектами «Лидер» и 22220. «Арктика», «Урал» и «Сибирь» должны быть спущены на воду в 2020, 2021 и 2022 годах. Помимо несравненной мощи их оригинальная конструкция предлагает изменяемое водоизмещение с помощью балласта, в связи с чем они могут идти по менее глубоким речным водам. После запуска плана развития Северного морского пути в конце 2019 года президент России представил Арктику как стратегический ресурс и выступил за новый закон с налоговым привлечением инвестиций из-за полярного круга. Поставленная цель составляет 216 миллиардов евро к 2035 году и грузопоток в 80 миллионов тонн в 2025 году (вдвое больше в 2035 году). Весьма смелый план, учитывая, что в настоящий момент Севморпуть «представляет интерес лишь для грузопотока, связанного с добычей углеводородов и минеральных ресурсов», — отмечает сотрудник Национальной высшей морской школы Эрве Бодю. Хотя путешествие сухогруза Venta Maersk в сентябре 2018 года привлекло к себе большое внимание СМИ, большая часть касается перевозки сырья из России за границу или между российскими портами. Объем транзита других товаров остается ничтожным: менее 30 кораблей в год за три последних года. Это менее 3% всего грузопотока по Северному морскому пути и в 3 000 раз меньше транзита через Суэцкий канал.

На другом конце Северного ледовитого океана в среднесрочной перспективе не вырисовывается никаких перспектив развития. «Канада и США не могут найти финансирование и политические проекты для формирования ледокольного флота, который отвечал бы масштабам их морских амбиций», — добавляет Эрве Бодю. Канадский флот включает в себя десяток судов, однако тяжелым ледоколом среди них может считаться лишь «Луи Сен-Лоран»: тот стоит на службе с 1969 года и занимается научными исследованиями и снабжением общин инуитов. Он не обладает достаточной автономностью и инфраструктурой для устойчивого пребывания в Северном ледовитом океане и не идет ни в какое сравнение с российским. Неспособность этой великой северной страны обеспечить свой суверенитет в полярных морях регулярно упоминается в тревожном ключе парламентом и прессой. Во время визита в Инувик в августе 2008 года премьер Стивен Харпер заявил о строительстве к 2017 году мощного судна «Джон Дифенбейкер», однако, по последним новостям, бюджет в 1,3 миллиарда канадских долларов (824 миллиона евро) так и не был найден… Приоритет был отдан более скромным кораблям для поддержания судоходства на реке Святого Лаврентия. Очистка озера Верхнее от льда вплоть до атлантических островов привлекает зимой целый ряд легких ледоколов. Открытая в 1959 году сеть шлюзов и каналов играет несравнимо большую экономическую роль, чем арктические регионы. Хотя объем речного грузопотока снизился по сравнению с 1970-ми годами, он все еще составил 41 миллион тонн в 2018 году.

Два североамериканских соседа сотрудничают на Великих озерах, но вопрос свободы движения все равно вызывает трения. После обнаружения нефти на Аляске Вашингтон начал испытывать с 1969 года судоходность маршрута с помощью «Манхэттена», танкера с усиленной кормой длиной в 300 метров и с водоизмещением в 100 000 тонн. Оттава приняла год спустя закон о предотвращении загрязнения Арктики, который устанавливает нормы для ходящих по региону судов. Между странами едва не возник дипломатический скандал, когда тяжелый американский ледокол «Полар Си» (к настоящему моменту снят со службы) прошел вдоль северного побережья. В связи с невозможностью перехватить его Канада разрешила проход, но осознала слабость собственного флота. В условиях учащения случаев проникновения иностранных подлодок Министерство обороны рассматривало в 1987 году проект покупки боевой атомной подлодки у Франции или Великобритании. Год спустя был подписан договор с Вашингтоном о том, что «движение всех американских ледоколов водах, которые рассматриваются Канадой как территориальные, должно осуществляться с согласия правительства Канады». При этом в тексте уточняется, что «ничто в настоящем соглашении о сотрудничестве друзей и соседей» не влияет на позиции сторон «по морскому праву в том, что касается этой зоны или всего морского пространства». Заявление о покупке подлодки так и не повлекло за собой реальных шагов, как и озвученная в 2007 году новость о строительстве в Нанисивике глубоководного порта для облегчения патрулирования зоны. В конечным итоге все сводится к запланированному на будущее лето открытию пункта снабжения на острове Баффинова земля.

Большие угрозы для хрупкой экосистемы

Флот США выглядит еще беднее, чем у соседей. Самое мощное судно «Полар Стар» было спущено на воду 44 года назад! Его газодизельная силовая установка уступает атомным по автономности. Спущенный на воду для проведения научных работ «Хили» стал первым американским кораблем, который достиг северного полюса в 2015 году, через 38 лет после русских. Тем не менее в феврале этого года командующий береговой охраны заявил, что это судно находилось в Арктике «без надежной связи на протяжение большей части занявшего несколько месяцев патрулирования» из-за нехватки наземных каналов и недостаточного спутникового покрытия этих широт. Адмирал Карл Шульц (Karl Schultz) все же выразил оптимизм, заявив о подготовке финансирования трех новых тяжелых ледоколов, которые смогут ходить по Арктике в любое время года. Тем не менее в бюджете пока что прописан только один, и даже он еще не был утвержден Конгрессом…

Появление Китая на арктической сцене, судя по всему, так и не позволило покончить с этими колебаниями. При этом заход китайского ледокола Xue Long (приобретен у Украины) 14 августа 1999 года в маленький порт Тектоякчек на Северо-Западных территориях Канады вызвал настоящее смятение. Канадские власти были предупреждены, но не смогли должным образом передать информацию. Во время прохода по Северному морскому пути летом 2012 года китайское судно сопровождал российский атомный ледокол «Вайгач». В сентябре этого года китайский полярный флот был усилен выпущенным в Шанхае Xue Long II. Хотя его называют научным судном, он символизирует проект «арктического шелкового пути», который был заявлен Китаем в январе 2018 года. Первый в мире импортер сырья проявляет все больший интерес к российским углеводородным ресурсам, а также горнодобывающему потенциалу Канады, Гренландии и Исландии. В Пекине озвучивалось несколько судостроительных проектов, а в июне 2018 года Китайская национальная ядерная корпорация запустила тендер на строительство атомного ледокола в 30 000 тонн, аналоги которого существуют только в России.

Европейский союз в свою очередь сделал в 2002 году большую заявку на северные регионы с Aurora Borealis, «самым передовым в мире научно-исследовательским судном». 18 лет спустя проект не продвинулся вперед ни на шаг… У других стран более скромные планы. Это касается государств Финского и Ботнического заливов (Швеция, Финляндия, Эстония), которые покрываются тонким слоем льда практически каждую зиму. Норвегии и Дании тоже нужны такие суда для Шпицбергена и Гренландии. Большинство других кораблей занимаются научной деятельностью и связью с Антарктидой, например, недавние проекты Чили, ЮАР и Австралии. Кроме того, у берегов южного континента регулярно появляются единственный аргентинский корабль и его коллеги из Европы (Италия, Испания, Германия, Великобритания) и Азии (Япония, Южная Корея, Индия). У Франции в настоящий момент имеется один ледокол, который с 2017 года обеспечивает снабжение французских владений в Индийском океане (острова Кергелен, Сен-Поль, острова Крозе), а также полярных баз Дюмон-Дюрвиль и Конкордия. Кроме того, туристы могут зарезервировать место на «Командире Шарко». Это судно с газовыми турбинами и электродвигателем сможет перевезти 270 пассажиров на крайний север летом и на крайний юг зимой. Работы будут завершены только в 2021 году (в Румынии, а затем в Норвегии), но компания Ponant уже представляет «путешествие будущего» с «французским скромным шиком».

В знаменитой речи в Мурманске 1 октября 1987 года последний генсек КПСС Михаил Горбачев предложил мирное сотрудничество на крайнем севере с опорой на взаимное доверие. По его словам, безопасность нельзя обеспечить одними лишь военными средствами, а ядерное оружие в регионе необходимо запретить. Формирование в 1996 году Арктического совета для защиты этой особенно уязвимой среды частично отражает эти взгляды. Этот дискуссионный форум северных стран впоследствии был открыт для коренных народов, а также европейских и азиатских стран, получивших статус наблюдателей.

Несмотря на периодически возникающую напряженность, Норвегия и Россия показали пример, подписав в апреле 2010 года договор о разделе спорных зон в Баренцевом море. Арктический совет также позволил добиться ряда значимых соглашений, в частности о поиске и спасении потерпевших аварию кораблей и летательных аппаратов (2013 год). Другим примером стал международный договор о запрете рыбной ловли в центральной части Северного ледовитого океана с 15 марта 2019 года на срок не менее 15 лет. Как бы то ни было, сторонам еще далеко до договора по Арктике, который мог бы сравниться с тем, что касается Антарктики. Серьезные угрозы для экосистемы должны стать пищей для размышлений. Последнее заседание Арктического совета (Финляндия, май 2019 года) не позволило продвинуться по этому пути: встречу не удалось завершить общим заявлением, поскольку США не захотели признавать потепление климата «серьезной угрозой» для региона и выразили подозрительность по поводу присутствия Китая.

Таяние льда на Северном полюсе становится точкой сближения и возрождает старую мечту Ренессанса: сближение Востока и Запада, символом которого становится развитие севера под флагом ООН. Как бы то ни было, в практическом плане, на пути развития этих маршрутов сохраняется немало препятствий: малое количество портов, недостаточная глубина проливов, неполные гидрографические данные, неточность навигации на этих широтах, необходимость защитить груз и оборудование от холода, расходы на сопровождение и страхование… Приобретение дорогостоящего флота эффективных ледоколов тоже становится в таких условиях ставкой на будущее. Китай намеревается в первую очередь диверсифицировать свои торговые пути и энергоснабжение. Речь идет также о национальном приоритете для России, которая стремится обеспечить экспорт сырья. На пути к статусу первого производителя газа в мире она вступает в прямую конкуренцию с США на этом рынке, одновременно оспаривая их морскую гегемонию, по крайней мере, в северных водах.

Ссылка: https://inosmi.ru/politic/20200407/247206545.html

Конференция ООН по изменению климата – COP26, которая должна была пройти в этом году с 9 по 19 ноября в шотландском Глазго, перенесена на 2021 год. Все из-за пандемии коронавируса. Об этом в начале апреля сообщил министр по делам бизнеса, энергетики и промышленной стратегии Великобритании, а также председатель конференции Алок Шарма. По его словам, решение было принято в связи с тем, что мир столкнулся с беспрецедентным глобальным вызовом и сейчас все обоснованно сосредоточены на борьбе с COVID-19. Новая дата мероприятия будет согласована позднее.

Решающая конференция

Между тем предстоящая конференция должна стать самой важной с момента подписания Парижского соглашения в декабре 2015 года. Тем более что предыдущая оказалась провальной. В Мадриде из-за серьезных разногласий участники так и не смогли подать мировой общественности четкий сигнал о важности борьбы с изменением климата и твердом намерении продолжить слаженную работу в этом направлении. На практически безрезультатный поиск консенсуса по своду правил в отношении сокращения парниковых газов они потратили рекордные 14 дней. Атмосфера была такой напряженной, что участники даже сравнили эту ситуацию с захватом заложников в горящем здании.

Итоговая декларация COP25 отложила почти все важные вопросы на конференцию в Глазго. А теперь вот и ее приходится отложить.

Государства так и не решились взять на себя больше обязательств по улучшению климатической обстановки. 80 стран все же дали обещание представить более масштабные национальные планы по уменьшению выбросов парниковых газов, но при следующей встрече. Да и вместе они ответственны лишь за 10% мировой эмиссии.

Также не удалось определиться с механизмом финансирования и передачи единиц сокращения парниковых газов и с компенсациями за ущерб от изменения климата. Зато удалось включить гендерные проблемы в климатическую политику и подчеркнуть важность океанов для мирового климатического равновесия.

В связи с этим важность COP26 многократно возросла. Помимо решения отложенных задач, государствам также придется представить обновленные национальные планы по снижению выбросов в рамках Парижского соглашения. При этом, согласно договоренностям, не позднее 2020 года необходимо мобилизовать 100 млрд долл. для зеленого финансирования в развивающихся странах. Но, видимо, в связи коронавирусными проблемами этот срок будет отодвинут вместе с конференцией.

Вдобавок ко всему эксперты утверждают, что у нас осталось всего 10 лет, чтобы сломить тенденцию глобального потепления и ограничить его полутора градусами Цельсия (выше уровня времен промышленной революции). Для этого, по расчетам экспертов ООН, выбросы парниковых газов уже надо начать снижать в среднем на 7,6% каждый год.

Неопределенное будущее

Еще до того как страны по всему миру начали закрывать границы и массово вводить карантин, мне удалось съездить в Великобританию. Благодаря Thomson Reuters Foundation и посольству Великобритании в Москве я и другие журналисты получили возможность на месте пообщаться с экспертами. Пожалуй, самым ярким из них был профессор кафедры «Климатология и общество» в Университете Сассекса (University of Sussex) Доминик Найвтон.

Он отметил, что изменение климата – явление неопределенное. Однако спрогнозировать его на перспективу гораздо легче, чем погоду. У атмосферы весьма хаотичный характер, поэтому нельзя точно сказать, какой будет погода в конкретный час, тем более через неделю. А на климат влияют более масштабные факторы, такие как интенсивность солнечного излучения, состав атмосферы, удаленность от океана, движение течений в океане, а также другие атмосферные процессы, такие как Эль-Ниньо – южное ответвление экваториального течения. Они уже менее хаотичные. Если и меняются, то очень медленно, и проследить за этим достаточно легко. А значит, и будущий климат можно оценивать с большей уверенностью, чем погоду. Но нужно понимать, что и это не точная наука.

Во многом изменение климата – естественный процесс, но человек на него тоже влияет. По мнению Найвтона, мы можем с уверенностью говорить о шести тенденциях:

– человек любит все жечь. В атмосферу попадают парниковые газы и, в частности, CO2. Концентрация подобных веществ увеличивается, и достаточно стабильно. Уровень диоксида углерода, метана и оксида азота в атмосфере поднялся до рекордных значений как минимум за последние 800 тыс. лет. А конкретно содержание СO2 на 40% превысило показатель, который был до промышленной революции, в основном из-за активного использования углеводородов и земель;

– кислотность океанов повышается. Это происходит за счет того, что Мировой океан поглотил около 30% углекислого газа антропогенного происхождения;

– глобальная температура растет. Последние три десятилетия были значительно жарче всех предыдущих с 1850 года, то есть от начала наблюдений;

– уровень Мирового океана поднимается. Почти наверняка можно сказать, что скорость этого процесса, начиная с середины XX века, превышает средние значения предыдущих двух тысячелетий. Ледяные покровы Гренландии и Антарктики теряют массу, ледники тают практически по всему миру;

– погода становится более экстремальной. Засухи и наводнения происходят все чаще;

– человек ответственен за большую часть этих изменений.

При этом почти с полной уверенностью можно дать прогноз, что глобальная температура, уровень и кислотность океана будут подниматься и дальше, а погодные условия будут становиться более экстремальными. Даже если человечество перейдет к решительным действиям и остановит выбросы, эти процессы сохранятся, но будут выражены не так ярко.

Это все в общем, но как конкретно данные факторы повлияют на климат и погоду, предугадать сложно. Неопределенность возникает потому, что мы не до конца понимаем климатическую систему и наши научные модели неточны, к тому же мы не можем с вероятностью до 100% прогнозировать собственные действия. Остановим ли мы, наши потомки или потомки наших потомков выбросы парниковых газов, перейдем ли на более зеленую экономику, неизвестно. Не говоря уже о том, что сокращение льда в Северном Ледовитом океане может привести к наращиванию добычи углеводородов, делать это будет просто удобнее.

Предвестники бури

И в этой неопределенности кроется большая опасность. Изменение климата может привести к серьезным последствиям, определить степень вероятности которых почти невозможно. Кроме того, они ставят под вопрос шансы человечества на выживание. Профессор Найвтон называет их четырьмя всадниками апокалипсиса:

1. Высыхание дождевых лесов Амазонии. Это приведет к высвобождению углерода из почвы и деревьев и, как следствие, к резкому усилению парникового эффекта.

2. Прекращение термохалинной циркуляции, которая создается в Мировом океане за счет перепада плотности воды из-за неоднородности распределения температуры и разницы в концентрации солей. Например, без течения Гольфстрим в Европе значительно похолодает.

3. Высвобождение гидратов метана, очень сильных парниковых газов, вслед за нагреванием атмосферы.

4. Таяние льдов. Иногда вода с глубины проникает в расщелины в ледниках и тем самым ускоряет их движение и таяние. Текущие прогнозные модели этот фактор не учитывают, поэтому точно определить скорость сокращения ледяного покрова и повышения уровня Мирового океана нельзя.

Хорошая новость заключается в том, что все-таки ученые считают такое развитие событий не слишком вероятным.

Управление рисками

Оценивая климатические риски, нужно учитывать не только непосредственную угрозу, степень уязвимости населения и подверженности региона соответствующему воздействию, но также то, как будет меняться общество. И неопределенность в результате только растет.

Однако стоит ожидать, что изменения климата приведут к снижению производительности труда. Глобальное потепление может ухудшить плодородность почвы и условия труда. Так, в Западной Африке уже заметно сократилось время, в течение которого люди могут нормально работать.

Еще одна угроза – уменьшение биоразнообразия. Здесь все зависит от того, насколько быстро те или иные виды приспосабливаются к новым условиях. У кораллов, например, практически нет шансов «убежать» от глобального потепления, заметил профессор.

Расширение периодов жары, засухи и наводнений скажется на урожае. Его будет меньше, и он будет хуже, в том числе из-за сельскохозяйственных вредителей.

Со средней уверенностью можно прийти к выводу, что человечество ждут нехватка питания и более активное распространение болезней, связанных с экстремальными погодными условиями. С другой стороны, благодаря усилению интенсивности дождей Африка, например, сможет активнее использовать грунтовые воды. Так что плюсы у изменения климата тоже есть, хоть и немного.

В условиях неопределенности последствий изменения климата Доминик Найвтон предлагает придерживаться следующих правил при определении государственной политики:

– гибкость, чтобы подстраиваться под новую информацию;

– жизнеспособность, чтобы сохранять эффективность в различных климатических ситуациях. Нужно создать сильную базу, чтобы при необходимости планы можно было расширить;

– экономическая целесообразность;

– соответствие интересам всех слоев населения.

Профессор подчеркивает, что Парижское соглашение необходимо для ограничения вероятности прихода климатических всадников апокалипсиса. Неопределенность не означает, что нужно сидеть сложа руки. Начинать дискуссии по вопросам климата крайне важно. Поэтому Найвтон согласен с подходом ООН в рамках программы по защите окружающей среды: «Люди не хотят покупать лампочки, они хотят, чтобы было светло. Идея в том, чтобы подтолкнуть людей к другому образу мыслей». Открывается огромное поле для обсуждения, а результат зависит от того, кто как будет трактовать сложившуюся неопределенность.

Надежда на то, что стороны смогут уладить свои разногласия и прийти к консенсусу по мерам борьбы с изменением климата, есть. Вот только за стол переговоров зачастую возвращаются не от хорошей жизни. «Я сдержанно оптимистичен, но чувствую, что нам понадобится еще несколько стихийных бедствий в США. Один из моих коллег в Сассексе уверен, что мир может спасти гражданская война в Китае. Взять хотя бы коронавирус, выбросы, очевидно, пойдут на снижение, загрязнение уже уменьшилось. Все это весьма скверно и мрачно, не так ли?» – отметил Доминик Найвтон.

Последствия пандемии

Однако у каждой медали две стороны. Да, в связи с карантинными мерами по всему миру выбросы диоксида углерода резко сократились. Но это явление временное и сохранится разве что на краткосрочную перспективу. А вот глобальные экономические проблемы могут остаться с нами надолго.

По расчетам экспертов, в этом году мы выйдем на самое крупное сокращение эмиссий CO2 со времен Второй мировой войны – на 5% или даже больше. Ранее резкое снижение было только в период финансового кризиса 2008 года, тогда показатель ушел в минус на 1,4%.

«Ни развал Советского Союза, ни различные нефтяные или ссудно-сберегательные кризисы в последние 50 лет скорее всего не влияли на выбросы так, как текущий кризис», – заявил профессор Стэнфордского университета Роб Джексон агентству Reuters.

За февраль уровень эмиссии в Китае упал на четверть. Практически полная остановка пассажирских перевозок в Европе и теплая погода вывели Германию на столь желанный курс снижения выбросов – более чем на 40% по сравнению с 1990 годом.

Но, чтобы сохранить эту тенденцию, нужны структурные изменения, предупреждают специалисты. Иначе выбросы вернутся к прежним значениям. Так, после непродолжительного затишья в 2007–2008 годах они с лихвой все отыграли, рванув вверх на 5,1%. И сейчас Китай, например, уже начал постепенно восстанавливать производство, а вместе с ним и эмиссии парниковых газов в атмосферу.

Между тем есть опасения, что на климате борьба с пандемией может, наоборот, сказаться негативно. Для сдерживания глобального потепления мировую экономику необходимо перевести на новые рельсы, но в ее текущем ослабленном положении сделать это будет вдвойне тяжело. По оценке лондонского Центра экономических и бизнес-исследований, мировой ВВП в этом году может просесть на 4%. Если столь пессимистичный прогноз подтвердится, это будет крупнейшее падение с 1931 года. В условиях жесткой нехватки средств государства вряд ли станут направлять многомиллионные инвестиции на защиту окружающей среды и климата.

Международное энергетическое агентство уже предупредило, что коронавирус скорее всего подорвет инвестиционные программы по линии зеленых технологий, и призвало правительства активнее стимулировать это направление. Аналитики из BloombergNEF, в свою очередь, снизили прогноз по глобальному спросу на солнечную энергию, так как страны сейчас отдают предпочтение краткосрочным мерам поддержки экономики (в том числе крупных компаний – эмитентов СО2 и производителей углеводородов), а не долгосрочным вложениям в инновации и альтернативные технологии. Более того, участники рынка возобновляемых источников энергии говорят о замедлении производства и задержках в реализации проектов. Под угрозой целостность цепочек поставок.

Действия по борьбе с изменением климата уже становятся все менее активными. Не исключено, что государства могут вообще отказаться от ряда проектов. И если экономику еще можно будет восстановить, то к политике устойчивого развития правительства могут так и не вернуться.

Но все-таки благодаря пандемии мы увидели, что локально улучшить экологическую ситуацию человеку вполне по силам. Остается надеяться, что многие страны войдут во вкус и захотят и впредь дышать чистым воздухом и пить чистую воду.

Ссылка: http://www.ng.ru/energy/2020-04-13/14_7841_climate.html

По мере того, как пандемия коронавируса распространяется по всему миру, климатическая дипломатия, столь важная для того, чтобы использовать правительства для усиления своих климатических планов в этом году, выходит в интернет. По мере того, как вступает в силу дипломатия Zoom, неофициальные пространства для переговоров возле кофемашины или в коридорах были заменены гораздо более упорядоченным процессом в Интернете. Адаптация к виртуальным встречам приносит свои собственные проблемы.

Ссылка: https://www.climatechangenews.com/2020/04/01/zoom-climate-diplomacy-technology-doesnt-help-build-trust/?fbclid=IwAR1IsQS8e2JZkgmtGdNSczdolIYAIdCBrx2JzkxtjwZqc1OVaVxZR2tzAaE

Методологические аспекты развития нормативной базы строительства в криолитозоне России

Принятие программы социально-экономического развития Арктики и Дальнего Востока до 2035 года обусловило необходимость сформировать новую нормативную базу строительства в криолитозоне России на основе информационного (экосистемного) подхода к задачам обеспечения техногенной безопасности. Причем экосистемный подход к инженерно-строительной деятельности наряду с признанными индикаторами (признаками) типа формируемого технологического уклада следует признать в качестве методологического императива шестого технологического уклада, обеспечивающего динамичное и устойчивое социально-экономическое развитие Арктической зоны.

Имеется несколько организационно-технических уровней управления, позволяющих значительно снижать аварийность и техногенную опасность. В первую очередь это относится к проектной документации новых и реконструируемых объектов промышленности и строительства. Компетентное выполнение статистически обоснованных требований по обеспечению безопасности позволяет избежать грубых ошибок в проектных и технологических решениях. Однако важнейшим фактором гарантированной безопасности является не изменение нормативов в сторону их ужесточения, а повышение достоверности метрологических и цифровых технологий.

Немного истории

Строительству в районах вечной мерзлоты более 200 лет. Однако к созданию нормативной базы таких работ приступили только в конце 1920-х годов: в 1927 г. в поселке Сковородино на Транссибе была создана первая в стране мерзлотная станция. Достаточный объем и уровень результатов исследований, позволивший приступить к разработке нормативной базы строительства в районах вечной мерзлоты, был накоплен к началу 60-х годов прошлого столетия. В 1961 г. были утверждены ведомственные строительные нормы ВСН 61-61 «Технические указания по изысканиям, проектированию, строительству и эксплуатации железных дорог в районах вечной мерзлоты», которые позже на основе опыта строительства БАМ были переработаны в ВСН 61-89 «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты».

Исследования проблем строительства в этих районах чрезвычайно трудоемки. Они требуют от инженеров-строителей не только овладения знаниями в области общего и инженерного мерзлотоведения, механики мерзлых грунтов, инженерной теплофизики — новых дисциплин, которые не входят в программы строительных специальностей вузов, но и желания и готовности работать в условиях сурового климата и неустроенного быта на новостройках Сибири и Крайнего Севера. Это обстоятельство наряду с длительным (до 80-х годов) периодом ограничений на публикации в СМИ результатов исследований по вопросам строительства в районах вечной мерзлоты также сдерживало развитие научных изысканий и, как следствие, создание качественной нормативной базы.

Трудности роста

Всем вышеназванным и объясняется то, что первые значительные научные результаты и ведомственные нормативные документы по проектированию и строительству сооружений в криолитозоне были опубликованы уже после начала строительства БАМ в отраслевых научно-исследовательских изданиях ЦНИИС, НИИОСП, ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, проводивших исследования на конкретных объектах и взаимодействующих с научными школами МГУ и СО РАН.

В ходе исследований и опытного строительства дорог, аэродромов, населенных пунктов, добычных комплексов при освоении нефтяных и газовых месторождений на севере Сибири были получены новые теоретические представления о взаимодействиях техносферных и природных компонентов природно-технических систем (ПТС). Были выявлены региональные закономерности формирования термического режима грунтовых массивов земляного полотна, оснований искусственных сооружений и территорий при различных технических решениях, включающих конструктивные элементы, выполняющие функции тепловых амортизаторов, тепловых экранов, тепловых диодов и тепловых трансформаторов в системах регулирования теплового режима грунтовых массивов. На основе установленных закономерностей и теоретических разработок учеными научных школ ЦНИИС, МГУ, Института мерзлотоведения Академии наук были разработаны и применены на практике новые методики проектирования, программное обеспечение инженерных теплотехнических расчетов и расчетов напряженно-деформированного состояния техногенных и природных грунтовых массивов, взаимодействующих с сооружениями.

К настоящему времени предложены сотни новых патентно-защищенных конструктивно-технологических решений (патенты РФ №№2035537, 2010919, 1807113, 1740555, 1764371 и др.), проверенных и внедренных на объектах гражданского и транспортного строительства на севере Сибири. Оправдавшие себя технические решения нашли отражение в ведомственных нормативных документах, обеспечивая эксплуатационную надежность и безопасность объектов строительной инфраструктуры железных и автомобильных дорог «Ягельная—Ямбург» и «Обская—Бованенково— Карская», «Тында—Беркакит—Томмот». Все это представляет собой научный задел, достаточный для создания современной нормативной базы строительства в криолитозоне России. Соответственно, в 2016-2019 гг. под научно-организационным руководством ТК 465 «Строительство» Росстандарта разработаны своды правил по проектированию и строительству земляного полотна железных и автомобильных дорог и аэродромов, оснований и фундаментов зданий и мостовых сооружений, водопропускных труб и систем водоотвода в районах вечной мерзлоты.

Условия для успеха

Методология выработки, принятия и реализации управляющих решений в современных нормативных документах базируется на экосистемном подходе, а выбор конкретных методов и средств управления процессами термодинамической стабилизации грунтовых массивов земляного полотна, оснований сооружений и прилегающих к ним территорий осуществляется на основе численных краткосрочных и долгосрочных мерзлотных прогнозов с использованием функциональной классификации методов и средств управления тепловым режимом грунтовых массивов в криолитозоне.

Актуальность созданной системы управления температурным режимом грунтовых массивов возрастает в связи с тем, что в последние годы на полуострове Ямал по трассе железной дороги и в зоне влияния добычных комплексов наблюдается активизация опасных геокриологических процессов, вызванная не только техногенными воздействиями, но и краткосрочными локальными и долгосрочными глобальными изменениями климата (повышение температуры приземного слоя воздуха с трендом примерно 0,02-0,04 ˚С/год), вызывающими деградацию мерзлоты.

Разработанные методы и технические решения позволяют сохранять мерзлое состояние грунтов, усиливать при необходимости мерзлоту в основании построенных и эксплуатируемых сооружений, а при возникновении нештатных ситуаций оперативно восстанавливать мерзлоту независимо от времени года с использование тепловых трансформаторов различных конструкций.

Успешная реализация комплексной программы опытно-экспериментального строительства и исследований позволила создать и реализовать научно-методическую и нормативно-техническую базу проектирования и строительства в Арктике в целом.

Безопасность строительства и хозяйственной деятельности в арктических широтах может быть обеспечена управляющими решениями, основанными на научных прогнозах и результатах комплексного геокриологического мониторинга. Методы и средства мониторинга могут быть разнообразными, но все они должны завершаться краткосрочными и долгосрочными численными прогнозами изменений мерзлотно-грунтовых условий на всех уровнях иерархии пространственной организации ПТС и быть пригодными в качестве основы для создания цифровых геоинформационных моделей взаимодействий компонентов ПТС.

Кстати:

Для Арктики создается беспрецедентная для современной налоговой системы России система преференций, в соответствии с задачами, которые поставил президент РФ Владимир Путин на прошлогоднем Международном арктическом форуме. По оценкам Минэнерго и инвесторов, только эти преференции помогут запустить в Арктике 9 крупнейших проектов с объемом инвестиций в 15 трлн рублей.

Около 22,6 млрд рублей может составить общий объем государственных субсидий на развитие арктической инфраструктуры

Ссылка: https://www.stroygaz.ru/publication/item/normativy-dlya-arktiki/

Женева, 9 апреля 2020 года — Международный атлас облаков — глобальный справочник для идентификации облаков – переведен на арабский, испанский, китайский, русский и французский языки.

Цифровая версия Атласа доступна на английском языке с 2017 года — она пришла на смену изданному в конце XIX века печатному изданию.

«Международный атлас облаков является самым авторитетным и всеобъемлющим справочником для идентификации облаков и других погодных явлений. Помимо того, что Атлас пользуется популярностью у любителей наблюдений за облаками, он служит в качестве важного учебного материала для специалистов, работающих в метеорологических службах, а также в таких отраслях, как авиация и судоходство», — заявил Генеральный секретарь ВМО Петтери Таалас.

«ВМО с радостью представляет Атлас на всех официальных языках Организации Объединенных Наций. Теперь контент станет доступен миллионам людей, которые хотят наблюдать за облаками, пусть даже из стен собственных домов в условиях продолжающейся пандемии COVID-19», — заявил г‑н Таалас.

«В период социального дистанцирования, самоизоляции и дестабилизированной повседневной жизни Международный атлас облаков предлагает авторитетную информацию для людей, увлекающихся наукой, студентов и преподавателей», — сказал он.

«Облака играют важную роль в прогнозах погоды и предупреждениях. Они способствуют функционированию гидрологического цикла и всей климатической системы. На протяжении всей истории они вдохновляли художников, поэтов, музыкантов, фотографов и бесчисленное множество других творческих людей», — сказал г‑н Таалас.

Международный атлас облаков содержит изображения, определения и пояснения, признанные и используемые всеми 193 государствами и территориями — членами ВМО. На веб-портале сведены воедино все виды измерений, включая высокотехнологичные наземные измерения, наблюдения in situ и с помощью дистанционного зондирования, а также космические наблюдения, с тем чтобы помочь наблюдателям понять условия, в которых формируются облака.

Веб-портал размещен на ресурсах Гонконгской обсерватории. МетеоСвисс оказала финансовую поддержку в переводе этого масштабного проекта. Это мероприятие, как и ряд других, приурочено к 70‑летию ВМО.

В издание Международного атласа облаков 2017 года были включены новые классификации, в том числе «volutus», или рулонные облака; облака, порожденные человеческой деятельностью, такие как конденсационный след — паровой след, иногда возникающий за самолетом; а также облака «asperitas» — разительные волнообразные облака, захватившие воображение людей.

Классификация облаков

Текущая международная система классификации облаков, основанная на латинских названиях, восходит к 1803 году, когда метеоролог-любитель Люк Говард написал «Essay on the Modification of Clouds» (Эссе о видоизменениях облаков).

Существует 10 основных «родов» облаков, которые определяются в соответствии с местом формирования облаков на небосводе и их приблизительным внешним видом. В новом Международном атласе облаков к существующим 10 родам облаков новых родов добавлено не было.

Основание облаков верхнего яруса, как правило, располагается на высоте около 5000 метров (16 500 футов), облаков среднего яруса — обычно в диапазоне от 2000 до 7000 метров (от 6500 до 23 000 футов), а облаков нижнего яруса — обычно на высоте, не превышающей 2000 метров (6500 футов).

Большинство названий облаков содержат латинские префиксы и суффиксы, которые в сочетании указывают на характер облака. К ним относятся:

• «alto» (высоко-): среднего яруса (хотя «alto» в переводе с латинского языка означает «высокий»);
• «cirrus»/«cirro» (перистые/перисто-): перистые, тонкие;
• «cumulus»/«cumulo» (кучевые/кучево-): нагроможденные, пышные;
• «nimbus»/«nimbo» (дождевые/-дождевые): несущие дождь;
• «stratus»/«strato» (слоистые/слоисто-): плоские, слоистые и гладкие.

Эти 10 родов подразделяются на «виды», описывающие форму и внутреннюю структуру облаков, и «разновидности», описывающие их прозрачность и расположение. В общей сложности насчитывается около 100 комбинаций.

Новые обновленные характеристики

В издание Международного атласа облаков 2017 года был добавлен новый вид облаков: «volutus» или рулонные облака (от латинского «volutus» — скрученный в рулон), которые формируются в пределах высоко-кучевых и слоисто-кучевых облаков. Рулонное облако представляет собой, как правило, низко расположенную горизонтальную облачную массу в форме трубы, часто похожей на закручивающийся вдоль горизонтальной оси рулон.

Также были добавлены пять новых дополнительных характеристик:

«Asperitas» (в переводе с латинского языка означает «неровность») — разительное волнообразное облако;

«Cavum» — обычно круглое (иногда линейное) отверстие с четкими границами в тонком слое переохлажденного жидкокапельного облака;

«Cauda» — облако, часто называемое хвостообразным;

«Fluctus» — облако, широко известное как «волна Кельвина-Гельмгольца»;

«Murus» — облако, известное как стенообразное.

Было также добавлено новое вспомогательное облако «flumen». Оно широко известно под названием «хвост бобра» и связано с суровым конвективным штормом сверхъячейки.

В издании Международного атласа облаков 2017 года также предлагается пять новых «специальных облаков»: «cataractagenitus», «flammagenitus», «homogenitus», «silvagenitus» и «homomutatus». Суффикс «genitus» указывает на локализованные факторы, которые привели к образованию или росту облаков, а суффикс «mutatus» добавляется, когда такие факторы привели к видоизменению облака из другой формы.

Эти специальные облака связаны с большими водопадами, локализованным теплом от лесных пожаров, насыщенностью воздуха над лесами и местами обитания людей. Так примером облаков «homogenitus» является инверсионный след, иногда наблюдаемый за самолетом.

Ссылка: https://public.wmo.int

Данные о солености океанов резко повысили точность предсказания Эль-Ниньо. Об этом говорится в исследовании ученых из НАСА, опубликованном на сайте космического агентства.

Эль-Ниньо — это климатическое явление, которое характеризуется отклонением температуры поверхности океана в экваториальной части в большую сторону от средних значений. Это приводит к изменениям климата в различных регионах Земли, в частности влияет на объем осадков и погоду.

В новом исследовании ученые использовали модель GEAO-S2S-2, которая представляет собой сезонную систему прогнозирования состояния океана и атмосферы, для моделирования трех прошлых Эль-Ниньо, которые произошли в 2015, 2017 и 2019 годах.

Ученые составили две модели, одна из которых учитывает данные о солености поверхности океана, а другая нет. Исследование показало, что добавление данных о солености поверхности океана значительно увеличивает точность прогнозирования.

«В современных системах прогнозирования спутниковые и океанские наблюдения оптимально комбинируются с использованием моделей и методов ассимиляции данных, чтобы помочь определить состояние океанов. Это исследование показывает, что добавление данных о солености поверхности океанов, полученных со спутников, к набору текущих наблюдений помогает улучшить сезонные прогнозы Эль-Ниньо»

Эрик Хаккерт, ведущий автор исследования

Ранее ученые впервые связали таяние льда в Антарктиде с изменением погоды в тропиках. Согласно исследованию, потеря арктических и антарктических льдов будет составлять около одной пятой потепления, которое, согласно прогнозам, произойдет в тропиках.

Ссылка: https://hightech.fm/2020/04/08/en-ninio-salt

Крупная минеральная пыль (диаметр ≥5 мкм) является важным компонентом системы Земли, влияющим на облака, экосистемы океана и климат. Несмотря на её значимость, климатические модели постоянно недооценивают количество крупной пыли в атмосфере по сравнению с измерениями. Авторы оценивают глобальную нагрузку от крупной пыли с помощью структуры, использующей десятки измерений распределения пыли по размерам в атмосфере. Они находят, что в атмосфере содержится 17 Тг крупной пыли, что в четыре раза больше, чем в расчётах современных климатических моделей. Результаты авторов показывают, что в моделях крупная пыль слишком быстро удаляется из атмосферы. Учёт этой отсутствующей крупной пыли добавляет разогревающий эффект 0,15 Вт/м2 и увеличивает вероятность разогрева пылью климатической системы. Авторы пришли к выводу, что для правильного представления воздействия пыли на систему Земли климатические модели должны включать в себя точный учёт крупной пыли в атмосфере.

Ссылка: https://advances.sciencemag.org/content/6/15/eaaz9507

Новое исследование оценивает производительность генеративно-состязательных сетей для стохастической параметризации.

Качество моделей погоды и климата значительно улучшилось в последние годы, поскольку достижения в одной области имели тенденцию приносить пользу другой. Но все ещё существует значительная неопределённость в модельных результатах. Это имеет место потому, что процессы, управляющие климатом и погодой, хаотичны, сложны и взаимосвязаны так, что исследователям ещё предстоит их описать с помощью сложных уравнений, которые приводят в действие численные модели.

Исторически исследователи использовали приближения, называемые параметризацией, для моделирования взаимосвязей, лежащих в основе мелкомасштабных атмосферных процессов и их взаимодействия с крупномасштабными атмосферными процессами. Стохастические параметризации становятся все более распространёнными для представления неопределённости в подсеточных процессах, и они способны производить довольно точные прогнозы погоды и климата. Но это все ещё математически сложный метод. Теперь исследователи обращаются к машинному обучению, чтобы повысить эффективность математических моделей.

Gagne et al. оценили использование класса сетей машинного обучения, известных как генеративно-состязательные сети, для тестовой модели внетропической атмосферы - модели, впервые представленной Эдвардом Лоренцем в 1996 году и известной как система L96, которая часто используется в качестве испытательного стенда для схем стохастической параметризации. Исследователи обучили 20 генеративно-состязательных сетей с различными величинами шума и определили набор, который превзошел вручную настроенную параметризацию в L96. Авторы обнаружили, что успех генеративно-состязательных сетей в предоставлении точных прогнозов погоды предопределён их эффективностью при моделировании климата: генеративно-состязательные сети, предоставляющие наиболее точные прогнозы погоды, также показали лучшие результаты при моделировании климата, но они не работали также хорошо в автономных оценках.

Исследование предоставляет одну из первых практически важных оценок для машинного обучения при неопределённых параметризациях. Авторы приходят к выводу, что генеративно-состязательные сети являются многообещающим подходом для параметризации мелкомасштабных, но неопределённых процессов в моделях погоды и климата.

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/machine-learning-improves-weather-and-climate-models

Быстрые изменения, происходящие в Северном Ледовитом океане, включая увеличение поступления пресной воды, могут существенно повлиять на его способность накапливать углерод.

Исторически учёные полагали, что Северный Ледовитый океан будет важным поглотителем углерода в ближайшие годы - таяние льда увеличит площадь поверхности, которая взаимодействует с воздухом, облегчая поглощение углерода из атмосферы, а холодные арктические воды могут накапливать больше углекислого газа (CO2), чем тёплые. Или, по крайней мере, так должно случиться. Но учёные начали сомневаться в этом, и новые исследования показывают, что Северный Ледовитый океан, на самом деле, не такой надёжный поглотитель углерода, как предполагалось ранее. Используя данные трёх исследовательских круизов (в 1994, 2005 и 2015 гг.), учёные смогли составить график изменения физических свойств Северного Ледовитого океана (включая общую щёлочность, температуру и растворённый неорганический углерод) с течением времени.
Они обнаружили, что в течение последних 20 лет, хотя содержание CO2 в атмосфере возросло, количество растворённого неорганического углерода в арктических водах неожиданно уменьшилось. Дело в том, что сокращение площади морского льда - не единственное серьёзное изменение, происходящее в Северном Ледовитом океане.

«На самом деле в Северный Ледовитый океан попало огромное количество пресной воды», - сказал Райан Вусли (Ryan Woosley), специалист по химии морской воды из Массачусетского технологического института и ведущий автор исследования. «Северный Ледовитый океан в некотором роде уникален по сравнению с другими океанами, потому что в него впадает огромное число рек по сравнению с его размером… а пресная вода обладает очень низкой щёлочностью или буферной ёмкостью, а это снижает способность Северного Ледовитого океана. поглощать СО2».

Но Манфреди Маницца (Manfredi Manizza), биогеохимик-океанограф из Института океанографии Скриппса, сказал, что, хотя действительно наблюдается увеличение поступления пресной воды в Северный Ледовитый океан, причины меньшего, чем ожидаемое, поглощения антропогенного углерода могут быть сложнее, чем объяснение, представленное в статье. Он сказал, что разные реки обладают различной щёлочностью и несут различную массу растворённого неорганического углерода в Северный Ледовитый океан, поэтому понимание этих факторов является важной частью определения способности Арктики поглощать атмосферный CO2. Кроме того, в Арктике одновременно происходит много других изменений, каждое из которых может также повлиять на способность океана поглощать CO2. «Могут быть и другие факторы, о которых мы ещё не знаем», - сказал он. «Есть так много физических и биогеохимических процессов, связанных друг с другом, которые определяют поглощение CO2».

Маницца отметил, что температура в Северном Ледовитом океане стремительно растёт - гораздо быстрее, чем в других океанах. А изменение температуры связано с целым рядом других изменений: морской лёд тает, снимая защитный барьер между океаном и ветром, что может повлиять на стратификацию океана. Более высокие температуры и изменения в стратификации океана могут воздействовать на число и типы первичных продуцентов, которые могут жить в Арктике. Все эти факторы, прямо или косвенно, могут отразиться на количестве CO2, которое Северный Ледовитый океан может поглощать из атмосферы.
Тем не менее, Маницца согласился с тем, что происходит арктическое распреснение, что может иметь серьёзные последствия для экосистем Северного Ледовитого океана.

«Пресная вода и пониженная щёлочность вызывают быстрое снижение pH», - сказал Вусли. Это означает, что, как и многие другие океаны, Северный Ледовитый океан становится более кислым. Хотя последствия подкисления Северного Ледовитого океана до конца не изучены, Маницца сказал, что подкисление может изменить те виды планктона, которые способны там выживать, что, в свою очередь, может повлиять на животных, находящихся выше в пищевой цепи. Есть даже опасения, что подкисление может угрожать экономически важным промыслам Арктики (рыболовству).
Кроме того, Вусли отметил, что тот факт, что Арктика не является эффективным поглотителем углерода, может иметь важные глобальные последствия: «Больше CO2 останется в атмосфере, усиливая глобальное потепление».

В конечном итоге и Вусли, и Маницца соглашаются, что необходимо накопить больше данных. Вусли надеется, что в 2025 году будет проведён еще один исследовательский рейс, который поможет расширить наши знания об исторически сложном для изучения регионе. Он надеется, что наличие дополнительных данных позволит пролить свет на динамику опреснения и подкисления Северного Ледовитого океана, что может повлиять на арктические экосистемы и рыболовство, а также на поглощение CO2 в Северном Ледовитом океане, что может повлиять на климат всей нашей планеты.

Ссылка: https://eos.org/articles/the-arctic-ocean-may-not-be-a-reliable-carbon-sink

По мере продолжения антропогенного изменения климата риски для биоразнообразия со временем будут возрастать, а прогнозы указывают на то, что в будущем может произойти потенциально катастрофическая утрата глобального биоразнообразия. Однако наше понимание того, когда и как резко произойдёт это обусловленное климатом нарушение биоразнообразия, ограничено, поскольку прогнозы биоразнообразия обычно сосредоточены лишь на отдельных аспектах будущего. Авторы используют прогнозы (с 1850 по 2100 гг.) эволюции температуры и осадков для оценки сроков потенциально опасного климатического воздействия на более 30 000 морских и наземных видов. Они прогнозируют, что в будущем разрушение экологических сообществ в результате изменения климата будет резким, потому что в пределах любой экологического сообщества при выходе за границы привычных для них климатических изменений воздействие на большинство видов происходит почти одновременно. В сценарии с высокими выбросами (RCP 8.5) такое резкое разрушение начинается уже до 2030 года в тропических океанах и распространяется на тропические леса и более высокие широты к 2050 году. При глобальном потеплении ниже 2°C в менее 2% сообществ в мире подверженными внезапным воздействиям окажется более чем 20% составляющих их видов; тем не менее, риск возрастает по мере потепления, угрожая 15% сообществ при 4°C с аналогичными уровнями риска в защищённых и незащищённых районах. Эти результаты подчёркивают надвигающийся риск внезапных и серьёзных потерь биоразнообразия в результате изменения климата и обеспечивают основу для прогнозирования, когда и где могут произойти эти события.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2189-9