Палеоцен-эоценовый температурный максимум распознаётся по большому отклонению изотопа углерода (δ¹³C), указывающему на внесение изотопно-лёгкого углерода в экзогенные резервуары, масса, источник и скорость наполнения которых продолжают обсуждаться. Доказательства временного выброса углерода-предшественника были обнаружены в нескольких местах, хотя остаётся сомнительным, существует ли глобальный сигнал. Авторы представляют данные фораминифер δ¹³C из разреза морской континентальной окраины, которые показывают отрицательное отклонение перед началом периода от 1,0 до 1,5 ‰ и сопутствующие повышение температуры поверхности моря не менее чем на 2°C и снижение рН океана. Восстановление как δ¹³C, так и pH до начала отклонения изотопа углерода и очевидное отсутствие отрицательного отклонения в глубоководных данных предполагает быстрое (меньше временных масштабов смешения океана) высвобождение углерода, за которым следует восстановление, вызванное глубинным перемешиванием. Таким образом, углерод, выбрасываемый во время отрицательного отклонения, вероятно, больше похож на текущие антропогенные выбросы по массе и скорости, чем основное отклонение изотопа углерода.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg1025

Для достижения климатических целей Парижского соглашения потребуется, чтобы мир достиг нулевых выбросов CO₂ примерно к середине века или раньше. Природные климатические решения, направленные на сохранение и увеличение запасов углерода в наземных или водных экосистемах, могут стать потенциальным вкладом в достижение целей нулевых выбросов. Однако существует риск того, что успешно сохранённый в наземных системах углерод может впоследствии возвратиться обратно в атмосферу в результате таких нарушений, как лесные пожары или вырубка лесов. Авторы количественно оценивают климатический эффект природных климатических решений в сценарии, при котором наземные запасы углерода увеличиваются в течение следующих нескольких десятилетий, а затем возвращаются в атмосферу во второй половине этого века. Показано, что временное связывание углерода может снизить пиковое повышение температуры, но только в том случае, если оно будет реализовано вместе с амбициозным сценарием смягчения последствий, при котором выбросы CO₂ от ископаемого топлива также будут снижены до нуля. Также показано, что эффекты, не связанные с CO₂, такие как уменьшение альбедо поверхности, обусловленное лесовосстановлением, могут нейтрализовать почти половину климатического эффекта секвестрации углерода. Эти результаты говорят о том, что временное хранение углерода в природе приносит пользу для климата, но только в том случае, если оно реализуется в качестве дополнения (а не альтернативы) амбициозным сокращениям выбросов CO₂ от ископаемого топлива.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00391-z

Разница температур между низкими и высокими широтами является одним из показателей эффективности глобальной климатической системы в перераспределении тепла и используется для проверки способности моделей представлять эволюцию климатической системы. Авторы показывают, что широтный температурный градиент демонстрировал устойчивую обратную связь со средней глобальной температурой поверхности моря, по крайней мере, в течение последних 95 миллионов лет. Эти результаты помогают уменьшить противоречия между результатами климатических моделей и эмпирическими оценками температуры и доказывают фундаментальную согласованность динамики переноса тепла и излучения в самых разных фоновых состояниях.

Широтный температурный градиент является фундаментальным параметром состояния климатической системы, связанным с динамикой переноса тепла и излучения. Поэтому его оценка - это основная цель реконструкции косвенных значений температуры и глобальных климатических моделей. Однако реконструкция широтного температурного градиента в климате прошлого остаётся сложной задачей из-за нехватки соответствующих косвенных данных и больших расхождений с результатами моделирования. Используя обширную подборку планктонных фораминифер δ18O, авторы разработали методы для реконструкции непрерывной записи широтного градиента температуры поверхности моря (ТПМ) за последние 95 миллионов лет. Они обнаружили, что широтные градиенты ТПМ колебались от 26,5 до 15,3°C при среднем глобальном диапазоне ТПМ от 15,3 до 32,5°C, с самыми высокими градиентами в самые холодные промежутки времени. Исходя из этого соотношения, был рассчитан коэффициент полярного усиления (отношение изменения ТПМ в области > 60° ю.ш. к изменению глобальной средней ТПМ), равный 1,44 ± 0,15. Эти результаты ближе к модельным прогнозам, чем предыдущие оценки на основе косвенных данных, в первую очередь потому, что оценки высокоширотной ТПМ на основе δ18O более точно отслеживают придонные температуры, что даёт более высокие градиенты. Постоянная ковариация значений δ18O у низко- и высокоширотных планктонных фораминифер и у бентосных фораминифер в различных климатических состояниях указывает на фундаментальное ограничение многих аспектов климатической системы, связывая глубоководные температуры, широтный градиент ТПМ и глобальные средние ТПМ при значительных изменениях содержания CO2 в атмосфере, конфигурации континентов, океанических ворот и протяжённости континентальных ледяных щитов. Это подразумевает важную лежащую в основе внутреннюю предсказуемость климатической системы в самых разных фоновых состояниях.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2111332119

Новый анализ показывает, что случаи экстремального потепления в океане участились по сравнению с очень далёким прошлым: в 2019 году почти 60% поверхности океана испытывали экстремальную жару. 

Экстремальные морские температуры, которые когда-то считались редкостью, официально стали нормой для большей части Мирового океана. Согласно новому исследованию, более половины морской поверхности в настоящее время регулярно подвергается сильной жаре. Эти аномально высокие температуры могут иметь далеко идущие негативные последствия для морских животных, а также для зависящей от них региональной экономики.  

«Мы должны понимать, что изменение климата происходит сейчас, пока мы говорим… Это происходит уже довольно давно», — сказал соавтор исследования Кисей Танака (Kisei Tanaka), морской эколог из NOAA.  

До того, как занять должность в NOAA, Танака работал научным сотрудником в Аквариуме Монтерей-Бей в Калифорнии. Пока он был там, он и Кайл Ван Хоутан (Kyle Van Houtan), главный научный сотрудник аквариума в то время, заметили некоторые необычные изменения, происходящие в заливе. Леса водорослей исчезали, а морские виды, нормальной средой обитания которых были более тёплые воды Южной Калифорнии, начали появляться дальше к северу.  

Чтобы лучше понять, что вызвало эти изменения, «мы хотели иметь индекс экстремальной морской жары», — сказал Ван Хутан, ныне президент и главный исполнительный директор Loggerhead Marinelife Center во Флориде. Но, что удивительно, не существовало ни одного индекса, по крайней мере, такого, который соответствовал бы необходимым им критериям. Предыдущие исторические исследования редко выходят за пределы 1950-х годов, что «слишком поздно в уже сильно изменившейся системе», — объяснил Ван Хутан. 

Чтобы составить карту того, как эти явления экстремальной жары в океане развивались на протяжении новейшей истории, Танака и Ван Хоутан проанализировали обширные данные о температуре поверхности моря, относящиеся к концу 19-ого века. Они обнаружили, что между 1870 и 1919 годами — периодом, соответствующим второй промышленной революции — экстремальные тепловые явления были относительно редки, затрагивая только 2% поверхности океана в любой момент времени. Но в течение следующего столетия эта цифра превысила 50% и «никогда больше не снижалась», объяснил Танака. На самом деле она поднялась ещё выше; к 2019 году почти 60% поверхности океана страдало от сильной жары.  

То, что когда-то было «температурным явлением, случавшимся один раз в 50 лет, стало ежегодным событием», — сказал Танака, отметив, что в некоторых частях океана такие экстремальные температурные явления стали происходить даже «каждый календарный месяц».  

Работа Танаки и Ван Хутана «подкрепляет все исследования, показывающие усиление потепления в океане по мере того, как мы приближаемся к 21-ому веку», — сказала София Дармараки (Sofia Darmaraki), физический океанограф из Университета Далхаузи в Новой Шотландии, Канада. не участвовавшая в этой работе. «Это показывает, что люди действительно влияют на океан». 

Двенадцать глобальных карт, каждая из которых представляет десятилетие с 1980 года, показывают, как повторяемость экстремальной жары росла за последние годы ежегодно, в период с января по март и с июля по сентябрь. Фото: Танака и др., 2022 г., https://doi.org/10.1371/journal.pclm.0000007

Переступая порог  

Чтобы морские температуры считались «нормальными», они должны регулярно наблюдаться на большей части поверхности океана. Этот порог определяется как «точка невозврата». Хотя глобальный океан официально достиг этой точки ещё в 2014 году, Танака и Ван Хутан обнаружили, что некоторые океанические бассейны фактически пересекли этот порог более десяти лет назад. Южная Атлантика, например, достигла этой точки ещё в 1998 году. 

«Это признак того, что, возможно, потепление океана происходит быстрее, чем мы думаем», — добавила Дармараки. 

Исследование также ясно даёт понять, что изменение климата — это «не просто какой-то сценарий будущего, который произойдёт через 20 или 50 лет», — сказал Танака.

Тем не менее, надежда ещё есть. Как объяснил Ван Хутан, «точка невозврата» была скорее статистическим описанием временных рядов». Это не постоянное состояние, которое нельзя изменить. Кроме того, хотя 50% бассейнов южной части Тихого океана в недавнем прошлом испытали явления жары, они ещё не стали регулярным явлением. «На планете всё ещё есть относительно холодные места», — сказала Дармараки, и крайне важно, чтобы мы защищали эти важные климатические убежища. Но для этого, по словам Танаки, нам нужно работать вместе, чтобы достичь целей Парижского соглашения. Учёные, заинтересованные стороны и руководители рыбных хозяйств также должны будут сотрудничать «для улучшения стратегий адаптации и планирования», добавила Дармараки. 

«Существует так много хороших способов уменьшить влияние изменения климата и, надеюсь, обратить его вспять», — сказал Ван Хутан.

Ссылка: https://eos.org/articles/once-extreme-ocean-temperatures-are-the-new-normal

На величину выбросов двуокиси углерода (CO₂) в ручьях и реках влияют сезонные изменения биогеохимии и гидрологии водоразделов. Однако глобальные оценки этой эмиссии являются неточными, поскольку они основаны на расчётных значениях CO₂ и лишены пространственной точности или сезонных вариаций, имеющих решающее значение для понимания макроэкосистемного контроля над потоком. Авторы собрали 5910 прямых измерений речного парциального давления CO₂ и смоделировали их в зависимости от свойств водосбора, чтобы оценить ежемесячные колебания потока в масштабе досягаемости. Затем прямые измерения были объединены с сезонно разрешёнными оценками скорости переноса газа и площади поверхности реки из недавнего набора глобальных гидрографических данных, чтобы ограничить поток в месячном масштабе. Во всём мире речные выбросы CO₂ колеблются от 112 до 209 Тг углерода в месяц. Ежемесячный приток в реках Арктики и северных умеренных широт различается гораздо больше, чем в реках тропических и южных умеренных широт (коэффициент вариации: от 46 до 95 против 6 до 12%). Отношение годового речного выброса CO₂ к наземной валовой первичной продукции сильно различается по регионам, варьируясь от незначительного (<0,2%) до 18%. Нелинейные регрессии предполагают насыщающее увеличение наземной валовой первичной продукции и ненасыщающее, более резкое увеличение речных выбросов CO₂ по регионам, что приводит к более высокому проценту наземной валовой первичной продукции, сбрасываемой в реки для стока в более влажных регионах. Это подчёркивает важность гидрологии, в частности пропускной способности воды, в направлении наземного углерода в атмосферу через глобальные дренажные сети. Приведённые результаты предполагают необходимость учёта дифференциальных гидрологических реакций земно-атмосферного и речно-атмосферного углеродных обменов при формировании наземного углеродного баланса.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2106322119

Большие вариации в росте концентрации атмосферного метана, важного парникового газа, обусловлены разнообразными антропогенными и естественными выбросами, а также потерями в результате окисления гидроксильным радикалом. Авторы использовали набор данных спутниковых наблюдений за метаном в течение десятилетия (2010–2019 гг.), чтобы показать, что выбросы с суши в тропиках объясняют более 80% наблюдаемых изменений глобальной скорости роста содержания метана в атмосфере за этот период. Используя корреляционный метеорологический анализ, они обнаружили сильную сезонную корреляцию (r = 0,6–0,8) между крупномасштабными изменениями температуры поверхности моря над тропическими участками океана и региональными вариациями выбросов метана (через изменения количества осадков и температуры) над тропическими районами Южной Америки и Африки. Таким образом, существующие методы прогнозирования изменений температуры поверхности моря могут быть использованы для помощи в прогнозировании изменений глобального содержания метана в атмосфере. 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-28989-z  

Смешанные жаркие и засушливые явления — одновременно возникающие экстремальные жаркие и засушливые периоды — часто наносят ущерб человеческим и природным системам, превышающий отдельные воздействия волн тепла и засух. С потеплением прогнозируется сильное увеличение числа таких явлений, но связанные с этим неопределённости остаются большими и плохо изученными. Используя большие ансамбли климатических моделей, авторы показывают, что средние тренды осадков всецело регулируют будущее возникновение сложных жарких и засушливых явлений над сушей. Это происходит из-за того, что местное потепление окажется достаточно сильным, чтобы будущие засухи всегда совпадали, по крайней мере, с умеренно жаркими экстремальными явлениями даже в потеплевшем на 2°C мире. Напротив, тренды осадков часто бывают слабыми и неоднозначными по знаку, в зависимости от модели, региона и внутренней изменчивости климата. Таким образом, сдерживание региональных трендов осадков будет также ограничивать будущие сложные жаркие и засушливые явления. Эти результаты помогают оценить будущие частоты других составных экстремальных значений, характеризующихся сильно отличающимися тенденциями в драйверах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01309-5

Ожидается, что антропогенное потепление климата к 2100 году приведёт к таянию больших пространств северных торфяников с многолетней мерзлотой. Однако пространственно-временная динамика таяния многолетней мерзлоты на торфяниках остаётся неопределённой из-за сложных взаимодействий между многолетней мерзлотой и климатом, изолирующих свойств торфяных почв и изменчивости модельных прогнозов будущего климата. Авторы показали, что торфяники с многолетней мерзлотой в Европе и Западной Сибири вскоре преодолеют климатический переломный момент при сценариях умеренного и сильного потепления (сценарии SSP2-4.5, SSP3-7.0 и SSP5-8.5). Общая площадь торфяников в рамках этих сценариев содержит 37,0–39,5 Гт углерода (что эквивалентно удвоенному количеству углерода, хранящегося в европейских лесах). Использованные биоклиматические модели показывают, что к 2040 г. вся Фенноскандия* станет климатически непригодной для торфяников многолетней мерзлоты. Решительные меры по сокращению выбросов (SSP1-2.6) к 2090-ым гг. могут сохранить климат, подходящий для торфяников с многолетней мерзлотой, хранящих 13,9 Гт углерода на самом севере Западной Сибири, что указывает на то, что социально - экономическая политика будет определять скорость и масштабы таяния многолетней мерзлоты на торфяниках. 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01296-7

*Фенноскандия — физико-географическая страна на северо-западе Европы общей площадью около 1,88 млн км² (включая площадь моря; площадь суши — свыше 1,5 млн км²), включает Норвегию, Швецию, Финляндию и территории Карелии и Мурманской области, левобережье рек Онега и Кена в Архангельской области, северная часть Андомской возвышенности, правобережье рек Свирь и Нева в Ленинградской области, а также прилегающие к этим территориям моря.

Площадь антарктического морского льда достигла нового рекордно низкого уровня в 1,965 млн км2 23 февраля 2022 года. Эта площадь примерно на 32% ниже климатологических значений и может указывать на переход к новым, более экстремальным годовым колебаниям. 

Причины этого нового рекордного минимума ещё предстоит определить, но, вероятно, они могут быть связаны с ранним зимним максимумом и последующим ранним отступлением в конце августа 2021 г. в основном из-за ускоренного таяния в морях Беллинсгаузена и Уэдделла. Раннее отступление в этом случае означает более длительный сезон таяния и более чем даже шанс достичь значений ниже нормы в феврале. Сочетание атмосферных и океанических факторов, вероятно, способствовало этому раннему отступлению. Мировой океан достиг рекордных температур в 2021 году, а Южный океан, важный антропогенный поглотитель тепла, также демонстрировал более высокие подповерхностные температуры; более тёплый океан способствует более тонкому льду, что облегчает его разрушение под действием ветра и волн. Приземное давление над континентом также было ниже нормы, и в течение большей части года наблюдался устойчиво сильный отлив моря Амундсена (Kyle Clem, частное сообщение); северные ветры на восточном фланге отлива моря Амундсена могут ускорять таяние льда и ограничивать расширение морского льда, а южные ветры на его западном фланге раздвигают лёд, делая его тоньше и толкая его на север, в более тёплый океан, где он тает. 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00281-0

На площадке Общественно-экспертного совета по национальному проекту «Наука и университеты» под председательством директора Объединенного института ядерных исследований Григория Трубникова состоялось обсуждение, посвященное созданию Национальной системы оценки результативности научных исследований и разработок. В дискуссии принял участие Министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков.

Это первая из цикла встреч, инициированных Минобрнауки России и направленных на разработку по поручению Заместителя Председателя Правительства РФ Дмитрия Чернышенко Национальной системы оценки.

«Наука и образование во все времена объединяли людей, научно-образовательное сотрудничество — это движущая сила мира. Однако сегодня мы вынуждены констатировать примеры недружественных действий со стороны зарубежных коллег, которые занимают политическую позицию и отказываются от сотрудничества с нашими учеными. В этой связи мы предлагаем пересмотреть требования к наличию у ученых публикаций в зарубежных научных изданиях, включенных в системы цитирования Web of Science и Scopus при выполнении федеральных проектов и программ, а также государственных заданий на научные исследования. При этом необходимо разработать новую систему оценки с учетом мнения профессионального и экспертного сообщества», — отметил Валерий Фальков.

На заседании экспертное сообщество отметило, что в числе наукометрических показателей, используемых для оценки научной деятельности, также учитывается количество докладов на ведущих международных научных конференциях, в том числе за рубежом, доля статей в соавторстве с иностранными учеными в общем числе публикаций, участие иностранных ученых в научных исследованиях и т.д.

«У нас есть наработки для создания собственной, суверенной, отвечающей интересам Российской Федерации системы оценки научной деятельности. Сегодня, с учетом текущей ситуации, требуется взвешенный и прагматичный подход, основанный на национальных интересах, в том числе в области наукометрии и публикационной активности. Необходимо предложить принципиально новые показатели, индикаторы и оценки исследовательской деятельности, задать ориентиры для работы не только отдельного ученого, но и больших и малых научных коллективов, лабораторий, университетов и НИИ», — сказал глава Минобрнауки России.

По мнению экспертов, новая система оценки должна быть создана в цифровом формате, поскольку предстоит работа с большими данными. В качестве цифровых инструментов могли бы быть использованы «Единая государственная информационная система учета научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ гражданского назначения» или сервисы домена «Наука» на платформе «Гостех», разработка которых ведется по поручению вице-премьера Дмитрия Чернышенко.

Министр обратил внимание, что у профессионального сообщества сегодня есть большой запрос на юридическое закрепление нового описания научного результата, который будет использоваться и на практике в российской промышленности — станет новой технологией или готовым продуктом, который необходим экономике.

Участники заседания высказали ряд предложений по формированию критериев оценки, направленных как на оперативное реагирование, так и на долгосрочное развитие. В частности, рассматривается возможность разработки собственного перечня авторитетных периодических изданий и конференций и их конкурсная поддержка, изменение веса публикаций в пользу отечественных изданий и монографий.

Кроме того, в ходе обсуждения было предложено увеличить роль таких показателей, как уровень использования результатов исследований в промышленности, патентная активность, наличие совместных исследований с бизнес-компаниями.

Минобрнауки России продолжит обсуждение новых способов и методов оценки результатов научных исследований на экспертных площадках.

МНЕНИЯ ЭКСПЕРТОВ:

Алексей Хохлов, вице-президент РАН:

— Сейчас возрастает роль экспертной оценки деятельности ученых, и та работа, которую проделала Российская академия наук в последние годы, будет очень востребована. Академия сформировала полноценный корпус экспертов, порядка пяти тысяч ученых, с возможностью подключения к недавно созданной информационной системе РАН, которая в свою очередь интегрирована с ЕГИСУ НИОКТР.

Кроме того, должно быть расширено использование базы ведущих российских журналов Russian Science Citation Index (RSCI), которая составлялась РАН в течение нескольких лет — сейчас туда входит 897 изданий. Мы считаем, что в текущих условиях публикации в журналах RSCI при оценке публикационной активности могут приравниваться к публикациям в журналах из международных баз данных Web of Science и Scopus. Кстати, это будет значимой мерой поддержки российских научных журналов.

Инна Шевченко, ректор Южного федерального университета:

— Решение этого вопроса без нанесения серьезного отложенного ущерба действующей системе планирования исследований и разработок возможно только при реализации системного подхода.

Анализ текущих практик по работе с публикациями, индексируемыми в международных базах, важно сочетать с разработкой комплекса предложений, включающих пересмотр политики научных публикаций РФ и одновременную проработку новой системы оценки планов и результатов научных программ и проектов, где важным критерием для прикладных исследований и НИОКР может стать оценка уровней технологической готовности разработок, а также подготовка конструкторской документации до уровня литеры «о» или выше. Эти меры можно сочетать с внедрением наиболее передовых мировых технологий распространения и оценки научного знания в формате открытой науки , что позволит обеспечить максимальную защиту интересов исследовательских команд и организаций Российской Федерации.

Леонид Гохберг, первый проректор НИУ ВШЭ:

— Для сохранения ориентации России на глобально конкурентоспособное качество фундаментальных исследований стоит принимать по внимание опыт предыдущих лет и одним из показателей результативности научных организаций и университетов учитывать их уже достигнутые итоги международной публикационной активности и цитируемости за 2021 год. Также необходимо уделить внимание развитию и продвижению ведущих российских научных журналов, в том числе разработку совместных платформ научных журналов открытого доступа со странами БРИКС и другими дружественными государствами.

Ссылки: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/?ELEMENT_ID=48219