Восстановление видового разнообразия предлагается в качестве стратегии повышения устойчивости экосистем к экстремальным засухам, но его влияние на устойчивость лесов мира не оценивалось. Авторы собрали базу данных, содержащую видовое богатство деревьев с более чем 0,7 миллиона лесных участков и спутниковую оценку засухоустойчивости. Используя эту базу данных, они предоставили пространственную карту влияния видового разнообразия на устойчивость к засухе. Обнаружено, что более высокое видовое разнообразие может заметно повысить засухоустойчивость примерно в половине мировых лесов, но сильно варьирует в пространстве. Режимы засухи (частота и интенсивность) и климатический дефицит воды являются важными факторами, определяющими различия в степени, в которой видовое разнообразие может повысить засухоустойчивость лесов между регионами, при этом такие преимущества больше проявляются в сухих и подверженных засухе лесах. Согласно прогностической модели эффекта разнообразия видов, преобразование нынешней монокультуры в плантации смешанных пород деревьев может повысить засухоустойчивость при значительном увеличении сухих лесов. Эти результаты свидетельствуют о том, что разнообразие видов может защитить глобальные леса от засухи. Поэтому восстановление видового разнообразия могло бы стать эффективным способом смягчения последствий экстремальных засух в крупных масштабах, особенно в засушливых и подверженных засухе регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-022-01026-w

Многопрофильная дрейфующая обсерватория для изучения арктического климата (MOSAiC) — это многонациональный междисциплинарный проект большого сообщества учёных, занимающихся изучением систем Земли. 

MOSAiC¹ привёл к беспрецедентному числу и разнообразию данных наблюдений за морским льдом центральной Арктики (рис. 1): более 660 уникальных датчиков или измерительных устройств с более чем 8200 зарегистрированными событиями, в результате чего было получено более 90000 параметров в 73 утвержденных подпроектах (см. https://mosaic-expedition.org/). Для работы с данными зарегистрировано 122 персональные информационные системы. Круглогодичный эксперимент начался в сентябре 2019 года и завершился в октябре 2020 года после продолжительного этапа подготовки. Совещание по планированию внедрения, состоявшееся в ноябре 2017 года в Санкт-Петербурге, стало отправной точкой для его концепций логистики данных и управления данными, а его основным организационным компонентом стала Политика данных MOSAiC², описанная ниже. В качестве основного технического компонента было разработано центральное хранилище MOSAiC (MCS), которое будет эксплуатироваться на борту исследовательского ледокола Polarstern³ и отражаться на суше шаг за шагом, что позволит обмениваться данными и сотрудничать между исследователями консорциума MOSAiC.

Рис. 1. Иллюстрация связанной арктической системы, наблюдаемая во время экспедиции MOSAiC 2019/2020.  (C) Alfred Wegener Institute/eventfive. 

Ещё одной важной вехой стала научная встреча в мае 2018 года в Потсдаме, на которой был придуман термин «Наследие данных MOSAiC», чтобы подчеркнуть важность уникальных принципов управления данными, технологий и совместных стратегий публикации в этом многонациональном консорциуме. В этом аспекте эксперимент SHEBA конца 1990-х рассматривался как эталон⁴. SHEBA Phase II представлял собой годовой эксперимент, проводившийся с октября 1997 года по октябрь 1998 года в Северном Ледовитом океане. Были получены опубликованные данные, которые легли в основу серии научных статей (см. https://www.eol.ucar.edu/node/644/publications). Наследие данных SHEBA было передано Арктическому центру данных в виде 184 индивидуально цитируемых наборов данных (https://arcticdata.io/catalog/data). 

Политика данных MOSAiC2 является центральным документом, определяющим членство учёных и пользователей данных в консорциуме MOSAiC, а также принципы сотрудничества в отношении хранения данных, их предоставления, совместного использования и публикации. Кроме того, он определяет крайний срок для членов консорциума MOSAiC, чтобы сделать свои данные общедоступными, а именно 31 января 2023 года. Общая цель состоит в быстром распространении научных данных среди разнообразного сообщества заинтересованных сторон, чтобы обеспечить научные исследования быстро меняющейся арктической системы. В консорциум входят крупные центры обработки данных и репозитории, такие как Pangea и Arctic Data Center. Проект MOSAiC выделяется своей огромной разнородностью наборов данных, включая наблюдения и образцы на месте, данные датчиков, данные дистанционного зондирования и аэрофотосъемки, а также результаты численного моделирования (см. изображение процесса на рис. 1). Все данные публикуются в соответствии с принципами FAIR*. 

Первая серия из трех обзорных статей научных групп MOSAIC, посвящённых морскому льду/снегу, физической океанографии и атмосфере, была опубликована в журнале Elementa^5,6,7. Ожидаются дополнительные научные обзоры. 

Следующая коллекция содержит описания первичных и производных наборов данных из MOSAiC. Будут включены комментарии по управлению данными и международному сотрудничеству с хранилищами данных, описывающие сложность и неоднородность наборов данных. Коллекция будет расширена дополнительными дескрипторами данных и комментариями, и авторы могут принять участие или инициировать такого рода публикации. Веб-сайт коллекции предоставит дополнительную информацию о текущей деятельности MOSAiC, такой как конференции и публикации (https://www.nature.com/collections/dcihcgabdc).

References

1. MOSAiC Consortium. MOSAiC Implementation Plan, https://epic.awi.de/id/eprint/56333/ (2018).
2. Immerz, A. et al. MOSAiC Data Policy. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.4537178 (2019).
3. Knust, R. Polar Research and Supply Vessel POLARSTERN operated by the Alfred-Wegener-Institute. JLSRF 3, https://doi.org/10.17815/jlsrf-3-163 (2017).
4. Uttal, T. et al. Surface Heat Budget of the Arctic Ocean. Bull. Am. Meteorol. Soc. 83, 2 (2002).
5. Nicolaus, M. et al. Overview of the MOSAiC expedition: Snow and sea ice. Elementa 10(1), https://doi.org/10.1525/elementa.2021.000046 (2022).
6. Rabe, B. et al. Overview of the MOSAiC expedition: Physical oceanography. Elementa 10(1), https://doi.org/10.1525/elementa.2021.00062 (2022).
7. Shupe, M.D. et al. Overview of the MOSAiC expedition - Atmosphere. Elementa 10(1), https://doi.org/10.1525/elementa.2021.00060 (2022).
8. Nixdorf, U. et al. MOSAiC Extended Acknowledgement. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.5541624 (2021).

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01678-8

*FAIR-данные — это данные, соответствующие принципам Findability, Accessibility, Interoperability, Reusability — находимости, доступности, совместимости и повторного использования, акроним FAIR можно также перевести как «честные», «справедливые». Данные принципы были представлены в мартовской статье 2016 года в журнале Nature Scientific Data консорциумом из нескольких учёных и организаций. 

Принципы FAIR фокусируются на возможностях автоматической обработки — то есть способность вычислительных систем находить, получать доступ, взаимодействовать и повторно использовать данные без вмешательства человека, или с минимальным его участием — это необходимо в связи с постоянным ростом объёма, сложности и скорости возникновения информации.

Глобальное потепление оказывает сильное влияние на систему Земли. Несмотря на недавний прогресс, модели системы Земли по-прежнему прогнозируют широкий диапазон возможных уровней потепления. Авторы используют обобщённую стохастическую модель климата с целью получения оператора отклика, вычисляющего глобальную среднюю температуру поверхности с учётом конкретных сценариев воздействия для количественной оценки воздействия прошлых выбросов на текущее потепление. Этот подход позволяет систематически разделять «прямые, вызванные принуждением» и «непрямые, вызванные памятью» тенденции. Основываясь на исторических записях, авторы обнаружили, что реакция прямого воздействия слаба, в то время как бо́льшая часть наблюдаемой тенденции глобального потепления приходится на косвенные реакции памяти, накопленные из прошлых выбросов. По сравнению с моделированием CMIP6 этот подход, основанный на данных, прогнозирует более низкие уровни глобального потепления в течение следующих нескольких десятилетий. Представленные результаты показывают, что модели CMIP6 могут иметь более высокую чувствительность к переходному климату, чем это оправдано данными наблюдений, из-за того, что они обладают большей долговременной памятью, чем наблюдаемая.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00298-8

Набор данных оценок температуры поверхности моря (ТПМ) генерируется на основе наблюдений за температурой дрейфующих буёв в рамках программы NOAA Global Drifter Program. Оценки ТПМ на регулярных часовых шагах по траекториям дрифтера получаются путём подгонки к наблюдениям математической модели, представляющей одновременно данные суточной изменчивости ТПМ с тремя гармониками суточной частоты и низкочастотную изменчивость ТПМ с полиномом первой степени. Последующие оценки несуточной ТПМ, её суточных аномалий и общей ТПМ в виде их суммы предоставляются с соответствующими стандартными неопределённостями. Этот лагранжев набор данных ТПМ был разработан в соответствии с существующим и текущим почасовым набором данных о положении и скорости из программы Global Drifter Program.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01670-2

Мы, главы государств-членов Шанхайской организации сотрудничества (далее – ШОС), единогласно признаем, что с каждым днем усугубляются негативныепоследствия изменения климата, и в связи с тем повышается актуальность принятия глобальных действий. Реагирование на изменение климата и содействие восстановлению мировой экономики после пандемии COVID-19 – одна из ключевых задач нашего времени. На территории государств-членов живет почти половина населения мира. В интересах их и всего мирового сообщества подтверждаем нашу общую решимость развивать сотрудничество по реагированию на вызовы, связанные с изменением климата.
Признаем, что изменение климата, а также его негативные последствия представляют собой проблему глобального характера и бросают вызов устойчивому развитию человечества. Решение данной проблемы требует усилий всего мирового сообщества, на основе фундаментальных принципов Рамочной конвенции ООН об изменении климата (далее – Конвенция), в интересах укрепления международного сотрудничества и в целях совместного реагирования на дальнейшую трансформацию экономики и общества в направлении устойчивого и инклюзивного развития.
Государства-члены считают, что Парижское соглашение должно выполняться на основе принципа общей, но дифференцированной ответственности и соответствующих возможностей, в свете различных национальных условий. Отмечаем, что для достижения температурной цели Парижского соглашения решающее значение имеет как сокращение, так и поглощение выбросов парниковых газов и что страны вправе самостоятельно устанавливать национальные цели в области предотвращения изменения климата и пути их достижения.
Государства-члены вносят эффективный вклад в достижение глобальных целейпо предотвращению изменения климата и адаптации к нему.Несмотря на то, что перед нашими странами стоят задачи по восстановлению экономики от последствий пандемии COVID-19 и повышению уровня жизни населения, мы показали пример международному сообществу, предприняв решительные меры по реагированию на изменение климата и продемонстрировав амбициозность поставленных задач в определяемых на национальном уровне вкладах.
Подчеркиваем, что поддержка, оказываемая развитыми странами в соответствии с Приложением II к Конвенции, должна быть соизмерима с действиями по борьбе с изменением климата, предпринимаемыми развивающимися странами. Предоставление и мобилизация ресурсов на борьбу с изменением климата являются обязательствомразвитых стран (Приложение II к Конвенции) по отношению к развивающимся странам.
С глубокой озабоченностью отмечаем, что развитые страны (Приложение II к Конвенции) еще не выполнили свои обязательства по климатическому финансированию, включая мобилизацию 100 миллиардов долларов США в год к 2020 году. Призываем их выполнить обязательства как можно скорее до КС-27, чтобы внести существенный вклад в установление новой коллективной количественной цели по климатическому финансированию на период после 2025 года и увеличить необходимую поддержку развивающихся стран в области финансирования, разработки и передачи технологий и наращивания потенциала, чтобы помочь развивающимся странам принять меры по борьбе с изменением климата в контексте устойчивого развития.
Государства-члены выступают за сбалансированное соотношение между сокращением выбросов и развитием, поддерживая «справедливый переход». Подчеркиваем, что выбросы парниковых газов на душу населения в развивающихся странах ниже, чем в развитых странах. Права развивающихся стран на независимое и устойчивое развитие должны быть обеспечены. В Парижском соглашении зафиксировано, что в процессе устойчивого развития и искоренения нищеты достижение пика выбросов парниковых газов потребует более длительного времени от развивающихся стран. Односторонние принудительные меры нарушают многосторонние принципы, серьезно подрывают многостороннее сотрудничество, коллективные и национальные усилия по решению проблем с изменением климата, а также ослабляют способность стран к решению проблем с изменением климата.
Государства-члены убеждены в недопустимости использования климатической повестки для введения мер, ограничивающих торговое и инвестиционное сотрудничество. Они призывают к сохранению открытого, недискриминационного режима, основанного на принципах добровольности климатических усилий.
Государства-члены высоко оценивают ключевую роль Конвенции в международных переговорах и сотрудничестве по вопросам борьбы с изменением климата и отмечают 30-летие с момента ее подписания. Руководствуясь основополагающими принципами Конвенции, они готовы работать со всеми сторонами для полной и эффективной реализации Конвенции и Парижского соглашения.
Государства-члены отмечают, что Парижское соглашение направлено на удержание прироста глобальной средней температуры намного ниже 2°С сверх доиндустриальных уровней и приложение усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5°С, приветствуют итоги 26-й Конференции Сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата, поддерживают усилия Египта в подготовке и проведении 27-й Конференции Сторон РКИК ООН.
Государства-члены подтверждают готовность прилагать совместные усилия в контексте предстоящей Конференции и работать со всеми Сторонами Конвенции на основе взаимной инициативы, принципов открытости, прозрачности, инклюзивности, консенсуса, а также с учетом различных национальных обстоятельств с целью достижения желаемых результатов.
Государства-члены, поддерживая инициативу Республики Таджикистан об объявлении 2025 года «Международным Годом защиты ледников», отмечают предложение о создании Международного фонда по сохранению ледников.
Признавая роль международных углеродных рынков в достижении целей Конвенции и Парижского соглашения, государства-члены считают целесообразным обмен опытом и лучшими практиками по обеспечению экономической эффективности мер по адаптации и предотвращению изменения климата на основе инклюзивных и справедливых подходов, а также принципа общей, но дифференцированной ответственности.
Государства-члены, продолжая практическую реализацию Концепции сотрудничества в области охраны окружающей среды государств-членов ШОС (г. Циндао, 2018 г.) и Программы «Зеленого пояса» Шанхайской организации сотрудничества (г. Душанбе, 2021г.), намерены предпринять следующие дополнительные меры:
– содействовать устойчивому развитию, снижению выбросов парниковых газов, совершенствованию и модернизации инфраструктуры, в том числе в секторе энергетики;
– расширять сотрудничество в сфере развития и внедрения ресурсосберегающих, энергоэффективных, «зеленых» и низкоэмиссионных технологий;
– рассмотреть возможность принятия совместных мер в связи с влиянием изменения климата на морскую флору и фауну;
– расширять обмен опытом в области инвестиционных стандартов, устойчивых проектов, в том числе зеленых таксономий;
– рассмотреть перспективы углубления сотрудничества по мобилизации финансирования для предотвращения изменения климата и адаптации к нему;
– наладить диалог между государствами-членами ШОС по углеродным рынкам, включая подходы к участию в международных углеродных рынках;
– развивать кадровый потенциал, формировать системы обучения специалистов в области климата, создавать программы переподготовки специалистов на основе взаимного сотрудничества государств-членов ШОС;
– проводить в рамках ШОС семинары, форумы, круглые столы с привлечением представителей государственных структур, деловых кругов, исследовательских центров, ученых и других экспертов для обсуждения взаимодействия по обмену опытом в области изменения климата;
– придерживаться открытости для привлечения заинтересованных государств-наблюдателей и партнеров по диалогу ШОС к сотрудничеству в вышеуказанных областях.

Ссылка: http://kremlin.ru/supplement/5842

Множество биогеохимических механизмов обратной связи определяют чувствительность климата Земли в ответ на возмущения радиационного баланса. Один механизм обратной связи, который по-прежнему отсутствовал в большинстве современных моделей системы Земля, применяемых для прогнозирования будущего изменения климата в Шестом докладе МГЭИК, — это воздействие более высоких температур на выбросы биогенных летучих органических соединений (БЛОС) и их последующее воздействие на концентрации гидроксильного радикала (ОН). ОН, в свою очередь, является основным стоком многих газообразных соединений, включая метан - второй среди наиболее важных антропогенных парниковых газов. В данной работе исследовано влияние этого механизма обратной связи с помощью двух моделей: химико-транспортных одномерной модели и глобальной модели. Результаты показывают, что в сценарии повышения температуры на 6 K обратная связь БЛОС -OH-CH₄ увеличивает время жизни метана на 11,4% локально в бореальной области, когда повышение температуры влияет только на скорость химических реакций, а не одновременно на химию и выбросы БЛОС. Это приведёт к локальному увеличению радиационного форсинга через метан (ΔRF_CH4) примерно на 0,013 Вт м^-2 в год, что составляет 2,1% от текущего ΔRF_CH4. Во всем Северном полушарии прогнозируется увеличение концентрации метана на 0,024% в год, по сравнению с модельным повышением температуры только в «химии» или повышением температуры в «химии» и выбросами БЛОС. Это соответствует примерно 7% годового прироста метана в 2008–2017 гг. (6,6 ± 0,3 частей на миллиард в год) и приводит к ΔRF_CH4, равному 1,9 мВт м^-2 в год.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00292-0

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05058-5  

Пространственно подробная сетка распределения населения может играть важную роль в решении проблем изменения климата, управления ресурсами, устойчивого развития и других областей. Уже существует несколько наборов данных с привязкой к сетке, но глобальных данных, особенно данных с высоким разрешением о будущих популяциях, в значительной степени не хватает. На основе набора данных WorldPop авторы представляют глобальный набор данных о населении с координатной сеткой, охватывающий 248 стран или территорий с пространственным разрешением 30 угловых секунд (приблизительно 1 км) с 5-летними интервалами за период 2020–2100 гг., путём реализации алгоритма Random Forest (RF). Этот набор данных количественно согласуется с населением страны в соответствии с общими социально-экономическими путями (SSP). Пространственно подробный набор данных о населении, предсказанный в этом исследовании, подтверждается путём сравнения его с набором данных WorldPop как на субнациональном уровне, так и на уровне сетки. Для верификации взяты 3569 провинций (почти все провинции мира) и более 480 тысяч сеток, и результаты показывают, что этот набор данных может служить входом для прогнозных исследований в различных областях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01675-x

Отступление арктического морского льда связывают с внеполярным переносом тепловой энергии, в то время как потенциальное влияние теплового стока панарктических рек на потерю морского льда остаётся нерешённым. Авторы реконструировали историю арктического морского льда и теплового стока российских панарктических рек в период голоцена, объединив данные об обломках льда и скорость осадконакопления на Восточно-Сибирском арктическом шельфе с компиляцией опубликованных палеоклиматических данных и данных наблюдений. В середине голоцена раннелетняя (июнь-июль) солнечная инсоляция была выше, чем в позднем голоцене, что привело к большему тепловому стоку российских панарктических рек и способствовало большему отступлению арктических морских льдов. Это усиленное сокращение морского льда в начале лета ускорило таяние морского льда в течение летнего периода за счёт снижения регионального альбедо. Эти результаты подчёркивают важное влияние большего теплового стока панарктических рек, способного усилить потерю арктического морского льда летом в контексте глобального потепления.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33106-1

Антарктический морской лёд играет важную роль в формировании антарктических донных вод, перемещающихся по океанам и влияющих на глобальный климат. Авторы демонстрируют, что десятилетнюю изменчивость состояния морского льда в западных антарктических морях можно предсказать, используя сопряжённую модель общей циркуляции. Представлены три десятилетних эксперимента по прогнозу с корректировкой, в которых только либо температура поверхности моря, либо температура поверхности моря и концентрация морского льда, либо температура поверхности моря, концентрация морского льда и температура и солёность подповерхностного океана инициализируются наблюдениями. Обнаружено, что инициализация всех трёх компонентов приводит к самым лучшим результатам прогнозирования сплочённости морского льда в море Амундсена-Беллинсгаузена. Этот эксперимент фиксирует десятилетнее увеличение морского льда после конца 2000-х годов, что связано с аномальной адвекцией морского льда из моря Росса и аномальным охлаждением подповерхностного океана за счёт усиления Антарктического циркумполярного течения. Умелое предсказание десятилетней изменчивости морского льда выигрывает от комбинированной инициализации океанского и морского льда.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00529-z