Лесные пожары в бореальных лесах выбрасывают в атмосферу большое количество парниковых газов, усугубляя изменение климата. Авторы выделяют величину недавних и прогнозируемых валовых и чистых выбросов двуокиси углерода от лесных пожаров в Северной Америке, оценивают управление пожарами как стратегию сокращения выбросов и количественно определяют связанные с этим затраты. Полученные результаты показывают, что к середине столетия лесные пожары в бореальной части Северной Америки могут стать источником совокупного чистого источника почти 12 гигатонн двуокиси углерода, что составляет около 3% оставшихся «допустимых» глобальных выбросов двуокиси углерода, связанных с поддержанием температуры в пределах 1,5°C, установленных Парижским соглашением. Наблюдения на Аляске показывают, что нынешние методы управления пожарами ограничивают площадь пожаров. Кроме того, затраты на предотвращение выбросов двуокиси углерода за счёт увеличения инвестиций в борьбу с пожарами сравнимы или ниже, чем затраты на другие стратегии смягчения воздействий на климатическую систему. В совокупности эти результаты подчёркивают климатический риск, который представляют бореальные лесные пожары, и указывают на управление пожарами как на экономически эффективный способ ограничения выбросов.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl7161

Гипотеза «неустойчивости морского ледникового щита» по-прежнему используется для интерпретации наблюдаемой потери массы Антарктического и Гренландского ледяных щитов. Эта гипотеза была разработана для условий, не учитывающих обратную связь между ледяными щитами и условиями окружающей среды. Однако накопление снега и таяние поверхности ледяного покрова зависят от температуры поверхности, которая, в свою очередь, сильно зависит от высоты над уровнем моря. Следовательно, существует обратная связь между осадками, надводной температурой и подъёмом поверхностного ледяного покрова. Автор исследует условия устойчивости морского ледяного щита при наличии такой обратной связи. Полученные результаты показывают, что никакое общее условие устойчивости, подобное тому, которое связано с гипотезой «неустойчивости морского ледникового щита», не может быть определено. Стабильность отдельных конфигураций может быть установлена ​​только в каждом конкретном случае. Эти результаты применимы к широкому спектру обратных связей между морскими ледяными щитами и атмосферой, океаном и литосферой.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29892-3

Ученые критикуют создание нового научного центра

Президиум Российской академии наук резко раскритиковал предложение Минобрнауки преобразовать Российский фонд фундаментальных исследований в Российский центр научной информации. Академики указывают, что новый центр получит фактически те же полномочия, что закреплены сейчас за РАН. В частности, речь идет об участии в формировании государственной научно-технической политики, об осуществлении международного научно-технического сотрудничества, а также о подготовке аналитических материалов для руководства страны. Дублирование и в особенности передача этих функций может привести к излишней конфронтации в научном сообществе, предупреждают академики.

26 апреля президиум РАН обсудил инициативу Минобрнауки о реорганизации Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в Российский центр научной информации (РЦНИ). Ранее министерство подготовило проект соответствующего правительственного постановления, а также драфт устава нового центра. Согласно документу, его основные цели — поддержка проведения и развития научных исследований и разработок, содействие интеграции достижений российской науки и образования в международное научно-исследовательское пространство, а также распространение отечественного и зарубежного научного опыта.

Кроме того, РЦНИ наделяется внушительными полномочиями. В частности, центр займется информационно-аналитическим сопровождением правительственной комиссии по научно-технологическому развитию и советов по приоритетным направлениям научно-технологического развития России. Он же будет сопоставлять данные о реализованных, выполняемых и планируемых к реализации научных проектах. Еще на него ляжет задача экспертизы научных проектов, в том числе в целях исключения их повторного финансирования.

На заседании президиума глава РАН Александр Сергеев заявил, что в академии были «ошарашены» этим документом.

По его словам, он абсолютно не соответствует тому, что целый год обсуждалось межведомственной рабочей группой. А версия документа, которая была опубликована Минобрнауки, существенно отличается от той, которая была согласована с академией. Вице-президент РАН Юрий Балега добавил, что академия неоднократно направляла Минобрнауки свои замечания, однако ни одно из них не было учтено: «Наоборот, текст устава стал более агрессивен по отношению к академии, чем то, что обсуждалось изначально».

Руководство РАН считает, что функционал, которым предлагается наделить РЦНИ, дублирует многие полномочия, которые законодательно закреплены за академией. Так, председатель Сибирского отделения РАН академик Валентин Пармон обратил внимание: согласно профильному ФЗ-253, именно академия отвечает за организацию международной научной деятельности. «Сейчас программа по поддержке участия российских специалистов в конференциях резко сократилась,— признал он.— Но что будет означать передача права ведения деятельности? Это получается, что все переговоры не РАН теперь ведет, а реконструированный РФФИ?» «В функционале РАН есть большой кусок, который как раз определяет ее роль в организации международного научного сотрудничества,— согласился с ним Александр Сергеев.— И по нашему представлению, если этот документ будет принят, то это будет сеять конфронтацию на нашем научном поле».

Также господин Пармон удивился предложению наделить новый центр полномочиями по проведению экспертизы научных проектов и подготовке аналитических материалов: «В РФФИ всегда экспертировали заявки, которые шли на гранты, но они никогда не писали аналитических обзоров. По разным направлениям сейчас это прерогатива институтов, у которых осталась приставка РАН».

Вице-президент РАН Алексей Хохлов пояснил «Ъ», что из 11 видов деятельности создаваемого центра 8 уже выполняет Академия наук.

«По большинству этих направлений у РЦНИ нет никакого опыта, и им придется начинать с чистого листа,— указывает он.— Почему они должны наделяться этими полномочиями? Не думаю, что 42 назначаемых правительством члена совета РЦНИ справятся с этой задачей лучше, чем две тысячи членов РАН — ведущих ученых, которые выбираются самим научным сообществом, а не назначаются». Кроме того, академик отмечает, что члены рабочей группы весь год обсуждали только те функции РЦНИ, которые связаны с доступом к научным изданиям и данным, информационными системами и подпиской. В связи с этим РАН намерена попросить правительство и Минобрнауки отозвать проект и продолжить его обсуждение на рабочей группе.

Напомним, основанный в 1992 году РФФИ распределял государственные гранты ученым и научным учреждениям. В конце ноября 2020 года правительство объявило о «реформе институтов развития», которая затронула и механизм финансирования науки. РФФИ пообещали присоединить к Российскому научному фонду — другой организации со схожими задачами. Весной 2021 года в ведение РНФ перешел один из грантовых конкурсов, ранее проводившихся РФФИ, а за последним остались функции оператора национальной централизованной подписки на зарубежные информационные ресурсы. «Ъ» отправил запрос в Минобрнауки, однако там не ответили — как и на другой запрос редакции, направленный более недели назад.

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/5328630

Ведутся споры о замедлении атлантической меридиональной термохалинной циркуляции (АМТЦ), ключевого компонента глобальной климатической системы. Некоторое внимание уделяется небольшому снижению температуры поверхности моря в отдельных частях субполярной части Северной Атлантики, несмотря на повсеместное потепление океана. Температура поверхности моря Атлантики находится под влиянием АМТЦ, особенно в десятилетних масштабах времени и за его пределами. Таким образом, локальное похолодание может отражать замедление и уменьшение переноса тепла АМТЦ, что согласуется с реакцией климатических моделей на повышение концентрации парниковых газов в атмосфере. Авторы показали по температуре поверхности моря Атлантики преобладание естественной изменчивости АМТЦ с 1900 г. Это согласуется с расчётами климатических моделей для исторического периода 1900–2014 гг., предсказывающими среднее замедление АМТЦ примерно на 1 Зв на 30° с.ш. после 1980 г., что находится в пределах диапазона внутренней мультидесятилетней изменчивости, полученной из доиндустриальных контрольных модельных экспериментов. Эти результаты подчёркивают важность регулярных и устойчивых систем мониторинга на месте (in-situ), которые могут с высокой степенью достоверности обнаруживать и выделять антропогенный сигнал AMТЦ.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01342-4

24 апреля 2022 г. директор ГГО В.М. Катцов принял участие в передаче «Картина мира с Михаилом Ковальчуком» на канале «Культура». Передача была посвящена инновациям в изучении климата.

Ссылка:  https://smotrim.ru/video/2404017  

Как меняется циркуляция океана при потеплении климата — важная, но малоизученная проблема. Используя глобальную модель океана, авторы разбивают проблему на отдельные отклики циркуляции на изменения температуры поверхности моря, солёности и ветра. Полученные результаты показывают, что эффект поверхностного потепления, устойчивая особенность антропогенного изменения климата, доминирует и ускоряет течения в верхних слоях на 77% поверхности Мирового океана. В частности, повышенная вертикальная стратификация усиливает верхние субтропические круговороты и экваториальные течения за счёт обмеления этих систем, в то время как избыточное потепление между зоной апвеллинга Южного океана и регионом к северу ускоряет там поверхностные зональные течения. Для сравнения: ветровое напряжение и изменения поверхностной солёности влияют на региональные системы течений. Это исследование указывает путь для дальнейшего изучения изменения циркуляции океана и оценки сопутствующей неопределённости.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj8394

Протяжённость арктического морского льда продолжает сокращаться с беспрецедентной скоростью, которая обычно недооценивается прогностическими климатическими моделями. Это несоответствие может означать предвзятость в представлении в этих моделях процессов, доставляющих тепло морскому льду. Авторы обнаружили взаимодействия между потоками тепла, передаваемого океаном льду, морским ледяным покровом и водоворотами в верхних слоях океана, составляющими положительную обратную связь, не учитываемую в климатических моделях. Используя глобальную модель океана, воспроизводящую вихревые движения, они показали, что потоки океанического тепла ко льду преимущественно индуцируются локальными и прерывистыми океанскими вихрями, струйными течениями и внутренними волнами, эпизодически перемещающими тёплые подповерхностные воды в смешанный слой, где они находятся в непосредственном контакте с морским льдом. Энергетика приповерхностных вихрей, взаимодействующих с морским льдом, снижается фрикционной диссипацией в пограничных слоях, преобладая под сплочённым зимним, но существенно снижаясь под слабосплочённым морским льдом в краевых ледовых зонах. Эти результаты показывают, что потеря арктического морского льда уменьшит рассеивание в верхних слоях океана, что приведёт к более энергичным водоворотам и усиленному теплообмену между океаном и льдом. Таким образом, в климатических моделях являются необходимыми параметризации вызванных вихрями потоков тепла между льдом и океаном.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29663-0

Существуют значительная неопределённость и споры относительно прогнозирования будущей способности лесов поглощать атмосферный CO₂. Авторы оценивают пространственные определённые закономерности потери биомассы из-за гибели деревьев на преимущественно неуправляемых лесных участках, чтобы ограничить прогнозируемую (2015–2099 гг.) суммарную первичную продуктивность, гетеротрофное дыхание и суммарный сток углерода на разных континентах с помощью шести динамических глобальных моделей растительности. Этот подход основан на тесной взаимосвязи между потерями биомассы, суммарной первичной продуктивностью и гетеротрофным дыханием в масштабах континентов или биомов. Использованные модели завышают исторические потери биомассы при гибели деревьев, особенно в тропических регионах и на востоке Северной Америки, на целых 5 Мг/га/год. Размер неопределённостей суммарной первичной продуктивности и гетеротрофного дыхания, прогнозируемый моделями, был существенно уменьшен в тропических регионах после включения полевого ограничения гибели деревьев. Модели с ограничениями показывают уменьшение стока углерода в тропических лесах к концу века, особенно в Южной Америке (с 2 до 1,4 ПгС/год), и увеличение стока в Северной Америке (с 0,8 до 1,1 ПгС/год). Эти результаты подчёркивают возможность использования демографических данных о лесах для эмпирического ограничения прогнозов лесного стока углерода и потенциальное завышение оценки прогнозируемых стоков углерода в тропических лесах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29619-4

Ученые из Сколтеха совместно с коллегами из Института геоэкологии имени Е. М. Сергеева РАН при поддержке исследовательского подразделения компании TotalEnergies спрогнозировали тепловое воздействие нефтяных и газовых скважин на окружающие мерзлые породы. Их модель охватывает 30-летний срок эксплуатации скважины и учитывает не только таяние льда в мерзлом грунте, но и высвобождение запертого в нем метана. Освоение арктических месторождений делает понимание этих процессов крайне важным для безопасной работы скважин и прогноза сопутствующих выбросов парниковых газов.

Работа представлена в журнале Geosciences. Месторождения нефти и природного газа в Арктической зоне залегают под слоем многолетнемерзлых грунтов толщиной от 100 до 500 метров, через который проходят добывающие скважины. Поскольку сами углеводороды имеют сравнительно высокую температуру, при подъеме по скважине они нагревают окружающую мерзлоту.

Прилегающий грунт оттаивает и становится менее прочным, что может снижать устойчивость конструкции. Более того, если грунт насыщен метаном, а это характерно для севера Западной Сибири и, в частности, полуострова Ямал (на котором ведется активная добыча углеводородов такими российскими компаниями, как «Газпром» и «Новатэк»), при оттаивании пород происходит выброс пожароопасного и вредного для климата газа.

«Мы смоделировали процессы оттаивания вокруг скважины, — рассказывает первый автор исследования, ведущий научный сотрудник Сколтеха Евгений Чувилин. — У нас в работе рассматриваются конкретные условия эксплуатации скважины на территории полуострова Ямал, но подобные процессы могут происходить и на других территориях и иных типах добывающих скважин, поскольку поднимающиеся из недр углеводороды по определению приносят с собой тепло: каждые 100 метров глубины — это примерно плюс три градуса. При самом глубоком бурении температура нефти может достигать 100 и более градусов Цельсия».

Предложенная учеными модель показывает, как в процессе эксплуатации скважины происходит постепенный нагрев и оттаивание окружающей мерзлоты, однако этим результаты не ограничиваются. «Мы рассмотрели случай с более сложной мерзлотой, которая на глубине 60–120 метров содержит включения газогидратов — это подобные льду соединения газа и воды, стабильные в определенном диапазоне температур и давлений.

При их разложении из одного объема газогидрата может выделиться порядка 170 объемов свободного газа. Мы показали, что в результате эксплуатации одной газовой скважины в течение 30 лет может сформироваться ореол оттаивания радиусом 10 м и более, при этом в атмосферу выделится до 500 тысяч кубометров метана», — прокомментировал работу Чувилин.

Корректный прогноз ореолов оттаивания крайне важен для предупреждения критических просадок грунта, которые, в свою очередь, сопровождаются рисками обводнения и нарушения устойчивости ствола скважины, которые сопряжены с серьезными экономическими издержками.

Что касается оценки эмиссии метана, то этот аспект важен по двум причинам. Во-первых, он может быть фактором возгорания и разрушения добывающей скважины, что повлечет за собой существенные экономические потери. Во-вторых, метан — это сильный парниковый газ, поступление которого в больших объемах атмосферу нужно учитывать для понимания глобальных и региональных климатических изменений.

Сcылка: https://naked-science.ru/article/column/sprognozirovano-tayanie-gazonasyshhennoj-merzloty