Парадокс отношения сигнала к шуму, заключающийся в том, что ансамбль климатических моделей лучше предсказывает реальный мир, чем члены этого ансамбля, выдвигает на первый план серьёзную и в настоящее время неразрешенную ошибку моделей, отрицательно влияющую на прогнозы климата и вносящую в них неопределённость. С помощью вычисленной величины обратной связи между кратковременными вихрями и крупномасштабными аномалиями потоков в системах с несколькими сезонными прогнозами данное исследование показывает, что современные системы недооценивают эту положительную обратную связь с вихрями и что этот недостаток тесно связан со слабым отношением сигнал/шум в ансамблевых средних предсказаниях. Кроме того, показано, что улучшенная вихревая обратная связь обусловлена большей силой связи между Эль-Ниньо, Южным и Арктическим колебаниями, а также с более сильными предсказуемыми сигналами. Представлен метод оценки потенциального прироста качества прогнозов, который может быть достигнут за счёт устранения дефицита вихревой обратной связи, в частности, в некоторых внетропических регионах, что значительно улучшит прогнозы Арктического колебания.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00280-4

 

Крупномасштабное химическое истощение озона, обусловленное антропогенными выбросами, происходит над Антарктидой, а также, в меньшей степени, над Арктикой. Предсказуемость приземного климата в северном полушарии может быть улучшена за счёт ранее предложенной, хотя и неопределённой, связи с весенним истощением озона в Арктике. Авторы использовали данные наблюдений и результаты химико-климатических экспериментов с двумя моделями, чтобы отделить поверхностные последствия истощения озонового слоя от сложных динамических влияний. Обнаружено, что за весенним истощением стратосферного озона постоянно следуют аномалии приземной температуры и осадков с признаками, соответствующими положительной фазе арктического колебания, а именно, тёплые и сухие условия над южной Европой и Евразией и увлажнение над северной Европой. Примечательно, что эти аномалии, затрагивающие большие области северного полушария, в значительной степени вызваны потерей стратосферного озона. Это происходит из-за истощения озонового слоя, приводящего к уменьшению поглощения коротковолнового излучения, что, в свою очередь, вызывает устойчивые отрицательные температурные аномалии в нижней стратосфере и замедленный распад полярного вихря. Эти результаты показывают, что включение интерактивной химии озона в атмосферные модели может значительно повысить предсказуемость приземного климата северного полушария в сезонных временных масштабах.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-022-00974-7

 

Эффективность осадков связывает конденсацию облаков с осадками, а также атмосферную циркуляцию с гидрологическим циклом. Определения и оценки сильно различаются из-за присущих эффективности осадков микрофизических зависимостей. Следовательно, чувствительность эффективности осадков к парниковому потеплению и последствия для изменения климата плохо изучены. Авторы количественно оценивают роль эффективности осадков в изменении климата, определяя простой индекс ϵ как отношение поверхностных осадков к пути конденсированной воды. Этот макроскопический показатель совместим с микрофизическими показателями эффективности осадков, а более высокий ϵ связан с более сильной средней циркуляцией Уокера. Кроме того, обнаружено, что современные климатические модели расходятся в оценках относительно знака и величины будущих изменений ϵ. Это несоответствие знаков возникает из-за параметризации конвекции в моделях. Важно отметить, что модели с увеличением ϵ при парниковом потеплении, в соответствии с разрешением облачности, показывают большее замедление крупномасштабных циркуляций Хэдли и Уокера и вдвое большее увеличение количества экстремальных осадков, чем модели с уменьшением ϵ.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01400-x

 

Чёрный углерод образуется в результате неполного сгорания биомассы в результате лесных пожаров и сжигания ископаемого топлива. Он экологически устойчив на протяжении веков и тысячелетий, связывая углерод в морской и наземной среде. Однако его производство, хранение и динамика и, следовательно, его роль в более широком круговороте углерода во время глобальных изменений изучены плохо. В этом обзоре обсуждается цикличность чёрного углерода в континууме от суши до океана. Лесные пожары являются основным источником чёрного углерода, производя 128 ± 84 Мт в год. Отрицательные обратные связи между климатом и чёрным углеродом могут возникнуть по мере того, как лесные пожары усиливаются при антропогенном потеплении, производя больше чёрного углерода, что, в свою очередь, будет связывать углерод, но масштабы этих эффектов неизвестны. Большая часть чёрного углерода хранится в наземных системах, а часть переносится в океан реками и атмосферой. Однако баланс океанического чёрного углерода не сбалансирован, поскольку известные потоки удаления чёрного углерода превышают размеры его поступления. Авторы демонстрируют эти наблюдаемые несоответствия, используя простую ящичную модель океана, выделяющую ключевые области, нуждающиеся в будущих исследованиях. Измерения минерализации и скорости экспорта чёрного углерода вдоль континуума «суша-океан» и количественная оценка ранее неисследованных источников океанического чёрного углерода необходимы для составления глобального баланса чёрного углерода.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00316-6

 

Глобальная растительность и связанные с ней экосистемные услуги в решающей степени зависят от наличия влаги в почве, которая уменьшилась во многих регионах за последние три десятилетия. Хотя недавно были исследованы пространственные закономерности чувствительности растительности к глобальной почвенной влаге, долгосрочные изменения чувствительности растительности к доступности почвенной влаги до сих пор неясны. Авторы оценивают глобальную чувствительность растительности к влажности почвы в период с 1982 по 2017 гг., применяя машинное обучение к индексу листовой поверхности (LAI) на основе наблюдений и данных о гидроклиматических аномалиях. Показано, что чувствительность LAI к влажности почвы значительно возрастает во многих полузасушливых и засушливых регионах. Тенденции чувствительности LAI связаны с многими гидроклиматическими и экологическими переменными, и самые сильные усиливающиеся тенденции наблюдаются в наиболее зависимых от наличия воды регионах, в которых дополнительно наблюдается уменьшение количества осадков. Современные модели земной поверхности не воспроизводят эту возрастающую чувствительность, поскольку они неверно представляют области, чувствительные к воде, и степень чувствительности. Эти результаты чувствительности подразумевают растущую уязвимость экосистемы к доступности воды, что может привести к ещё большему сокращению поглощения углерода растительностью в условиях усиливающейся в будущем засухи и, как следствие, к более интенсивному изменению климата.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31667-9

Росгидромет в своей оперативно-производственной практике перешел с 1 июля 2022 года на новые климатические нормы с учётом изменений климата за последние 30 лет

Переход осуществлен во исполнение рекомендаций Всемирной Метеорологической Организации. Климатические нормы за период 1991-2020 гг. подготовлены по единой методике по 7 метеорологическим параметрам (среднемесячная температура воздуха, среднемесячная сумма осадков, среднемесячное число дней с осадками более 1 мм, среднемесячная упругость водяного пара, среднемесячное атмосферное давление на уровне станции, среднемесячное атмосферное давление на уровне моря, среднемесячная продолжительность солнечного сияния). Подведомственным Росгидромету учреждениям поручено провести информационно-разъяснительную работу с заинтересованными потребителями гидрометеорологической информации (в том числе СМИ) о внедрении новых климатических норм. Об этом сообщил научный руководитель Гидрометцентра России Р.М.Вильфанд.

 

Ссылка:  https://tass.ru/obschestvo/15147903

 

Поверхность суши под Гренландским и Антарктическим ледяными щитами изостатически подавляется массой вышележащего льда. Точное вычисление высоты суши при отсутствии льда важно при рассмотрении, например, региональной геодинамики, геоморфологии и поведения ледникового покрова. Авторы использовали современные компиляции толщины льда и эффективной упругой толщины литосферы для расчёта полностью уравновешенной изостатической реакции твёрдой земли на полное удаление Гренландского и Антарктического ледяных щитов. Использована модель изгиба упругой плиты для расчёта изостатического отклика на отсутствие современных нагрузок ледяного щита и саморегулирующая гравитацию вязкоупругая модель для внесения поправки на оставшуюся изостатическую неустойчивость, вызванную потерей массы льда со времени последнего ледникового максимума. Также учитываются обратные связи, возникающие от водной нагрузки в районах, расположенных ниже уровня моря, после снятия ледникового покрова. Кроме того, количественно оценены неопределённости в общей изостатической реакции, связанной с рядом упругих и вязкоупругих свойств Земли. Установлено, что максимальное изменение высоты дна после полного восстановления равновесия происходит над центром массивов суши и составляет +783 м в Гренландии и +936 м в Антарктиде. Напротив, районы вокруг кромки льда опускаются на глубину до 123 м из-за сочетания повышения уровня моря, обрушения периферийных выступов и воздействия воды. Рассчитанные поля изостатического отклика находятся в открытом доступе и имеют ряд приложений для изучения региональной геодинамики, эволюции ландшафтов, динамики криосферы и изменения относительного уровня моря.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-15440-y

 

Москва. 7 июля. INTERFAX.RU - Инвестиции в адаптацию объектов социальной сферы РФ, расположенных в арктической зоне, к изменениям климата оцениваются в 50 млрд рублей в год. Об этом сообщил научный руководитель Института народнохозяйственного прогнозирования РАН Борис Порфирьев.
"Мы несколько лет занимаемся оценкой протаивания мерзлоты и деградации многолетних мерзлых грунтов для ряда секторов нашей экономики. По нашим оценкам, только для социальной сферы – мы говорим о дорожной инфраструктуре, жилье, инфраструктуре здравоохранения – это где-то получается порядка не менее 50 млрд рублей в год. А имея в виду долгосрочный характер этих последствий – речь идет, конечно, о триллионах рублей. Те инвестиции, которые должны направляться на адаптацию, должны исходить из этих величин и совершенно иного горизонта планирования", - сказал Порфирьев в четверг на международной конференции по адаптации к изменениям климата в Арктике в Петербурге.
По словам спикера, данные инвестиции должны восприниматься "не как затраты на купирование рисков, которые есть", а как инвестиции "преобразующие" и иметь комплексный характер. Они могут дать мультипликативный эффект, влияя на создание новых рабочих мест, снижение издержек производства и рисков травматизма, повышение производительности труда в регионе и так далее.
Порфирьев также отметил, что сейчас в России разработано 17 планов адаптации к климатическим изменениям в Арктике – 10 отраслевых и семь региональных. Их качество, по оценкам эксперта, крайне неравномерно.
"Предстоит огромная в этом смысле работа. Качество планирования является одним из самых главных вызовов. (. . .) Природные и климатические риски (изменения климата в Арктике - ИФ) должны найти в них отражение, чего сейчас нет", - добавил Порфирьев.

 

Ссылка: https://www.interfax.ru/russia/850958

 

Городские районы являются важной целью мер по смягчению изменения климата и адаптации к нему. Чтобы понять, предсказать и улучшить энергетические показатели городов, научное сообщество разрабатывает численные модели, описывающие, как они взаимодействуют с атмосферой посредством обмена теплом и влагой во всех масштабах. В этом обзоре представлены последние достижения, лежащие в основе революции последнего десятилетия в компьютерной графике, и недавние достижения в статистической физике, расширяющие хорошо зарекомендовавшие себя интегральные пути-сценарии в нелинейных связанных моделях. Это редкое сочетание научных достижений в математике, физике, информатике и технических науках открывает многообещающие возможности для моделирования городского климата, что проиллюстрировано с помощью совместного моделирования теплопередачи в специфических городских конфигурациях при сложных атмосферных условиях. Подчёркивается потенциал этих подходов, кроме моделирования городского климата, для необходимого понимания проблем, лежащих в основе энергетического общественного перехода.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8934

 

Наука о климате и мировая судоходная индустрия вступают в противоречие в бедной льдом Арктике. 

Споры о судоходных путях в Северном Ледовитом океане усиливаются в свете недавних климатологических прогнозов таяния морского льда. Согласно новому исследованию, к середине века в международных водах, когда-то покрытых летним морским льдом, могут появиться свободные ото льда маршруты. Более доступная Арктика может повлиять на сроки, устойчивое развитие и правовой статус международного судоходства. 

Отклонение судов от их первоначальных маршрутов — часто от Панамского или Суэцкого каналов — может сократить время и расстояние в пути для многих международных рейсов. А небольшое подмножество судоходных маршрутов могло бы значительно сократить выбросы парниковых газов, если бы они были перенаправлены через Арктику. 

Протяжённость морского льда может даже влиять на сферу действия международного права: в настоящее время статья 234 Конвенции Организации Объединенных Наций по морскому праву предоставляет прибрежным странам полномочия по регулированию районов, покрытых льдом большую часть года. Хотя мнения расходятся, некоторые говорят, что сокращение морского льда может ограничить претензии стран в Северном Ледовитом океане. 

«Нет сценария, при котором таяние арктических льдов является хорошей новостью», — сказала климатолог Аманда Линч (Amanda Lynch) из Университета Брауна. «Но печальная реальность такова, что лёд уже отступает, эти маршруты открываются, и нам нужно начать критически думать о юридических, экологических и геополитических последствиях».

Степень таяния Арктики зависит от того, насколько нагреется планета. Учёные предупредили, что нагрев Земли намного выше 1,5°C будет иметь катастрофические, убийственные последствия.

Меняющиеся моря 

Перебои в цепочке поставок из-за пандемии и российской спецоперации на Украине высветили деликатный поток глобальных вещей. 

Для некоторых потепление в Арктике открывает возможности для торговли: согласно обзору международного судоходства за 2021 год, прохождение судов по Северному морскому пути в Арктике на 30–50% короче, чем по Суэцкому каналу. Время в пути может сократиться более чем на 2 недели в зависимости от скорости судна. 

Однако те, кто ищет благоприятную, обусловленную изменениями климата причину для арктического судоходства, могут быть разочарованы. 

Чжаоцзюнь Ван (Zhaojun Wang) из Смитсоновского центра экологических исследований, проводившая исследование арктического судоходства во время учёбы в докторантуре Университета Делавэра, обнаружила, что отклонение небольшого подмножества глобальных морских рейсов сократило их выбросы в среднем на 24%, сэкономив около 264 метрических тонн топлива каждый. 

Но эти рейсы составляют лишь малую часть морских перевозок: только 20 из более чем 500000 международных торговых рейсов экономят деньги и время, выбирая арктический маршрут. Эти отклонения «окажут незначительное влияние на глобальные выбросы», сказала Ван. В прошлом году она опубликовала результаты в журнале «Морская политика и управление».

Ежегодная минимальная площадь морского льда в Арктике в сентябре сократилась с момента начала регистрации в 1979 году и в настоящее время сокращается на 13% каждое десятилетие.

Согласно новым результатам, опубликованным в Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), таяние льда может повлиять на арктическое законодательство. Морской лёд преимущественно отступает из восточной части Арктики вблизи России. 

«Сокращение морского льда означает, что государство Россия не сможет предъявлять такой же уровень претензий, по крайней мере, не на законных основаниях, через воды», — сказал Чарльз Норчи (Charles Norchi), директор по океанскому и прибрежному праву в Школе закона Университета штата Мэн, принимавший участие в новом исследовании. «У нас есть закон и геополитические отношения, которые действительно определяются наукой об изменении климата». 

Но Арильд Моэ (Arild Moe), профессор-исследователь из Института Фритьофа Нансена в Норвегии, соавтор анализа Северного морского пути 2021 года, утверждает, что Россия может сохранить контроль над движением, даже когда исчезнет морской лёд. «Я не вижу снижения нормативных разногласий».

Тонкий лёд  

Есть много типов судов, которые в будущем могут использовать преимущества свободных ото льда вод: военно-морские суда, круизные суда, контейнеровозы, научные суда и транспортные суда для морских буровых платформ. 

Этим кораблям придётся столкнуться с множеством проблем во всё более свободной ото льда Арктике. Одним из наиболее заметных является тот факт, что лёд в Арктике сильно меняется из года в год. «Независимо от того, на каком пути сценария изменения климата мы находимся, межгодовая изменчивость оставалась очень высокой в ​​течение длительного периода», — сказала Линч, которая руководила последним исследованием PNAS. 

Хотя 83 из более чем 500000 рейсов были короче, а 45 сэкономили время плавания в анализе устойчивого развития Ван, только 20 были экономически целесообразными. «Мы определённо думаем, что это удивительный результат, потому что люди всегда говорят об Арктике как о большом потенциале для судоходства». 

На этом сложности не заканчиваются: трудно получить покрытие арктической спутниковой навигации, трудно прогнозировать ледовый покров, аварийные операции сложны, а судоходство имеет различные ограничения в соответствии с Полярным кодексом, который регламентирует разрешённые размеры транспортных средств. Ван также беспокоится о влиянии инвазивных видов на хрупкую арктическую среду. 

«Даже если одни грузоотправители предпочитают трансарктическую навигацию, другие могут этого не делать», — сказал Моэ. «Оценка рисков и страхование играют здесь ключевую роль». 

Но Норчи указал на возможные преимущества диверсификации судоходства. 

«Диверсификация торговых путей — особенно с учётом новых маршрутов, которые нельзя заблокировать, потому что они не являются каналами, — придаёт глобальной судоходной инфраструктуре гораздо большую устойчивость», — сказал Норчи.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/arctic-shipping-routes-are-feeling-the-heat