«Кривая» — это серия, рассказывающая о загадочном росте содержания метана в земной атмосфере и поиске его источника.

Как ни странно, основополагающий факт об изменении климата отсутствует в общественном сознании.

Одна из причин: в нём есть загадка, которую учёные ещё не разгадали.

Метан, мощный парниковый газ, проникает в атмосферу в ускоренном темпе с 2007 года. Но причина ускорения остается неизвестной.

Сегодня NOAA сообщила более отрезвляющие новости. Согласно предварительному анализу еженедельных измерений, проводимых в 40 точках по всему миру, в 2021 году уровень метана вырос больше, чем в любой другой год за всю историю наблюдений. Ранее 2020 год также побил рекорды.

Академические журналы пестрят теориями появления метана. Сессии конференций превращаются в мозговой штурм. Одна группа учёных пошла на экстраординарный шаг, разослав опросы, чтобы узнать мнение других исследователей по этому вопросу.

Редко когда кажется, что изменение климата — это загадка. Когда была сформирована Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), оспаривались даже основные факты: нагревается ли планета? повышается ли уровень моря?

Эти споры давно улеглись, а на их место встали политические заторы. Пока законодатели спорят, люди страдают и гибнут от жары и штормов, усугубленных изменением климата. Когда так много поставлено на карту, усиливается ощущение, что наукой всё доказано. Историк науки Наоми Орескес (Naomi Oreskes) призвала к прекращению дискуссий МГЭИК по физическим наукам об изменении климата, утверждая, что вместо этого все усилия должны быть направлены на поиск решений.

Но когда дело доходит до метана, научных доказательств нет. И это важно.

Метан является одним из самых мощных рычагов для быстрой остановки потепления. Согласно последнему докладу МГЭИК, достижение целей Парижского соглашения невозможно без сокращения выбросов метана на треть в этом десятилетии.

Хорошая новость заключается в том, что известно, с чего начать. По данным МГЭИК и других организаций, большая часть выбросов метана, обусловленных нефте- и газодобычей, может быть сокращена с помощью существующих недорогих технологий. Многие крупные игроки отрасли говорят, что они согласны с этим планом.

Но учёные опасаются, что даже если мы сократим выбросы от ископаемого топлива, содержание метана в атмосфере продолжит расти. Более высокие выбросы могут быть связаны с естественными трясинами и болотами, а также, вероятно, вырастут антропогенные выбросы, связанные с домашним скотом и свалками. Таяние многолетней мерзлоты на севере также имеет большое значение.

«Это очень страшная и серьёзная ситуация», — сказал Бен Поултер (Ben Poulter), климатолог из NASA, более десяти лет изучающий метан в атмосфере.

Кривая концентрации метана в атмосфере является источником бесконечного любопытства — и тревоги — для учёных.

Я пишу эту серию статей «Кривая» для того, чтобы отметить загадочный рост содержания метана в нашей атмосфере и задокументировать поиски его источника исследователями.

Впервые мне стало известно о загадке роста метана в прошлом году. С тех пор мне довелось путешествовать с учёными, которые ищут ответы от порога Арктики до тропических мангровых зарослей побережья Мексиканского залива. Попутно исследователь за исследователем описывали кривую метана — одна даже нарисовала её в воздухе пальцами, форму, которую она знает по памяти.

Теперь у нас есть ещё один пункт данных, чтобы добавить: метан вырос на 16,99 частей на миллиард в прошлом году. Годом ранее он увеличился на 15,27 частей на миллиард, что стало предыдущим рекордом с момента начала измерений в 1983 году. Значение на 2021 год всё ещё проверяется учёными и может немного снизиться, когда в конце этого года будут опубликованы официальные данные.

Но эта история больше, чем метан. Поскольку политики внедряют технологии сокращения выбросов углерода в невиданных ранее масштабах и темпах, я думаю, что мы можем извлечь урок из этой загадки: меры по борьбе с изменением климата могут включать в себя дополнительные исследования, дискуссии и право на ошибку.

Первая глава нашей климатической истории была проиллюстрирована драматическим восходящим потоком углекислого газа с течением времени. Кривая Килинга стала одной из самых известных (или печально известных) характеристик изменения климата на Земле.

В нашей следующей главе, я надеюсь, что метан и его кривая окажутся в центре внимания.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/a-climate-mystery-warns-us-to-heed-the-unknown

 

Наземное испарение (E) является ключевой климатической переменной, контролируемой множеством факторов окружающей среды. Ограничения, которые регулируют испарение с листьев растений (или транспирацию, Et), особенно сложны, однако часто предполагается, что они взаимодействуют линейно в глобальных моделях из-за ограниченных знаний, основанных на местных исследованиях. Авторы посредством алгоритмов глубокого обучения, используя данные о вихревой ковариации и сокодвижении вместе со спутниковыми наблюдениями, моделируют транспирационный стресс (St), т. е. уменьшение Et от его теоретического максимума. Они встраивают новую формулировку St в модель, описывающую процессы наземного испарения, чтобы получить глобальную гибридную модель E. В этой гибридной модели формулировка St интерактивно связана с базовой моделью в суточных временных масштабах. Сравнения с данными на месте (in situ) и спутниковыми прокси-данными демонстрируют расширенные возможности оценки St и E в глобальном масштабе. Предлагаемая структура может быть расширена для улучшения оценки E в моделях системы Земли и улучшения понимания этой важной климатической переменной.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29543-7

 

Будущие изменения в сезонной эволюции Эль-Ниньо — Южного колебания (ЭНЮК) на этапах его возникновения и затухания привлекли мало внимания исследовательского сообщества. В этой работе исследуются предполагаемые изменения пространственно-временной эволюции явлений Эль-Ниньо в XXI веке с использованием мультимодельного ансамбля моделей общей циркуляции, учитывающих антропогенное воздействие. Показано, что Эль-Ниньо, по прогнозам, будет (1) расти более быстрыми темпами, (2) дольше сохраняться в восточной и дальневосточной частях Тихого океана и (3) иметь более сильные и отчётливые воздействия через отдалённые связи. Эти изменения связаны со значительными изменениями среднего состояния тропической части Тихого океана, доминирующими процессами обратных связей ЭНЮК и усилением стохастического воздействия порывов западного ветра в западной экваториальной части Тихого океана. Они могут привести к более значительным и устойчивым глобальным воздействиям Эль-Ниньо в будущем.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29519-7

 

Прогнозы системы Земли, такие как прогнозы погоды и прогнозы климата, требуют использования моделей, основанных на наблюдениях на многих уровнях. Некоторые методы интеграции моделей и наблюдений очень систематичны и комплексны (например, усвоение данных), а некоторые предназначены для одной цели и адаптированы (например, для проверки качества модели). Авторы рассматривают современные методы и лучшие подходы для интеграции моделей и наблюдений. Они анализируют, как будущие разработки могут позволить передовым разнородным сетям наблюдений и моделям улучшить прогнозы системы Земли (включая атмосферу, поверхность Земли, океаны, криосферу и химический состав) в масштабах от погоды до климата. Поскольку сообщество стремится разработать следующее поколение моделей и систем данных, необходимо использовать более целостный, комплексный и скоординированный подход к моделям, наблюдениям и их неопределённостям, чтобы максимизировать пользу для прогнозирования системы Земли и воздействия на общество.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn3488

 

Температура поверхности моря (ТПМ) быстро падает, когда тайфун проходит на западе северной части Тихого океана. В целом более интенсивные тайфуны в день прихода вызывают более сильное охлаждение ТПМ за счёт турбулентного вертикального перемешивания океана. Более того, после прохождения интенсивных тайфунов бывают случаи, когда ТПМ ещё больше снижается, а холод сохраняется примерно в течение двух недель. В этом исследовании предлагаются возможные механизмы, с помощью которых длительные холодные отклики ТПМ на воздействие тайфунов связаны с возникновением циркуляции океана, подобной холодному ядру. Атмосферная поверхностная циклоническая циркуляция вызывает расходящиеся против часовой стрелки верхние океанические течения за счет экмановского переноса, который, в свою очередь, создаёт дальнейший апвеллинг и усиливает холодную ТПМ. В реанализе океана ERA5 реакции океанских течений, подобные холодному ядру, были сильными в пяти из 12 интенсивных тайфунов, прошедших через 30° с.ш. на западе северной части Тихого океана с 2001 по 2019 гг. Благоприятными условиями для возникновения циркуляции холодного ядра можно считать медленную скорость миграции тайфунов с большой интенсивностью, хорошую стратификацию вертикальных слоёв океана и отсутствие крупномасштабных сильных фоновых течений.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-09833-2

 

Интенсивное потепление в Арктике (арктическое усиление) в последние десятилетия было связано с несколькими факторами, включая состояние морского льда и Атлантическое мультидесятилетнее колебание. Однако остаётся неясным, как эти факторы повлияли на вариации арктического усиления в долгосрочной перспективе. Путём реконструкции миллениального индекса арктического усиления, сочетающего моделирование климата с недавних пор доступными прокси-данными, эта работа определяет важное влияние Атлантического мультидесятилетнего колебания и антропогенного воздействия парниковых газов на вариации арктического усиления в последнем тысячелетии, что приводит к выявлению значительной тенденции к снижению арктического усиления на пике устойчивой сильной модуляции Атлантического мультидесятилетнего колебания в мультидесятилетних масштабах. Уменьшение арктического усиления в индустриальную эпоху было тесно связано с антропогенным воздействием, что доказывает возрастающую роль воздействия в снижении интенсивности арктического усиления.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29523-x

 

Перед российской наукой тоже опустился «железный занавес» — прекратились совместные проекты, заморозились привычные связи. Крупнейшие мировые издатели научных журналов приостановили подписку на свои материалы для российских организаций. Таким образом, наши ученые могут потерять доступ более чем к 97% научной информации.

О том, удастся ли сейчас совершить технологический рывок, как это было во времена СССР, и как наука поможет государству в условиях мобилизационной экономики, с президентом РАН, академиком Александром Сергеевым, беседует «АиФ».

— Александр Михайлович, нашим ученым могут перекрыть доступ к мировой научной базе. Кроме того, что это информационная блокада, именно публикации в зарубежных научных журналах считаются критерием успешности в науке. Очевидно, что от этой системы придется уходить. Как?

— Эта система была закреплена на самом высоком государственном уровне. Достаточно сказать, что в национальном проекте «Наука и университеты» учитываются публикации ученых в Q1 и Q2 (наиболее авторитетные категории международных научных журналов. — Ред.) как один из основных показателей успеха. Фонды, выдающие гранты, тоже ориентируются на эти публикации. Но ведь этот критерий ничего не говорит о том, а какая польза стране от того, что я вошел в число, допустим, ста авторов, сделавших эту публикацию? А вошел я туда, например, потому, что был приглашен на месяц поработать в зарубежный институт, где было проведено исследование. И был там далеко не на первых ролях.

 

Саванны теплого климата отвечают примерно за 30% биопродуктивности земной суши, на них же приходится 70% площадей земных пожаров. Поэтому считалось, что борьба с пожарами там и зарастание деревьями саванной зоны должны связывать много углекислого газа, тормозя потепление. Новые данные показывают, что все заметно сложнее — и интереснее.

В отличие от большинства зон на планете, основная часть тропических саванн подвергается систематическим пожарам. Порядка 62% выбросов СО2 от пожаров в мире приходятся именно на саванну, жители которой устраивают палы в силу присущих им культурных традиций. Северные леса делают куда меньший вклад в эти выбросы. Базируясь на этом, ученые предлагали бороться с пожарами в таких регионах, а также высаживать там деревья. Считалось, что деревья способны на десятки лет связать углекислый газ в своих тканях, а при беспожарной среде связанный углерод может никогда не покинуть местных почв.

Сами по себе такие призывы ничего не давали. Но рост населения в тропических странах привел к распашке значительной части саванны, в результате чего местные жители стали выжигать ее реже (чаще всего выжигают саванные скотоводы). К тому же идущее на Земле глобальное озеленение резко увеличило количество деревьев в саваннах. Авторы новой работы — международная группа ученых, — опубликованной в Nature, попытались проверить, насколько такие процессы помогли связыванию углекислого газа в этом биоме. И, следовательно, насколько они борются с глобальным потеплением.

Оказалось, серьезное снижение частоты пожаров, наблюдаемое в саваннах в XXI веке, привело к росту надземной древесной биомассы в саваннах на 157%, или в 2,57 раза (за точку отсчета принимали саванны, которые выгорали в среднем раз в три года). Площадь, занятая кронами деревьев в саванне, выросла на 79%, а средняя высота деревьев — на 32%.

Однако общее количество углерода, запасаемого в почве, в саваннах с меньшим числом пожаров практически не изменилось. Как выяснилось, при горении углерод высвобождается в основном из верхних сантиметров почвы. А основная его часть находится на глубинах в десятки сантиметров, и пожары на нее никак не влияют.

Исследователи сравнили общее количество углерода, связанного растительностью в саванне, где 60 лет подавляли пожары, с участками, где пожары были раз в три года. Оказалось, в первой экосистеме общее количество связанного углерода за 60 лет только на 35,4% обогнало количество углерода, связанного в регулярно выжигаемой саванне.

Цифра в 35,4% выглядит внушительно, только если не учитывать, что в год она означает повышение связывания углерода примерно 0,6%. Кроме того, практически вся эта прибавка пришлась на надземную биомассу деревьев. Деревья в саванне живут десятки лет, и вскоре их мертвые стволы упадут на землю, где углерод из них неизбежно вернется в экосистему, сводя долгосрочный перевес в связывании углерода для невыжигаемых саванн примерно к нулю.

Одна из причин такого неожиданного результата, отмечают ученые, еще в том, что саванны, где часты пожары, сохраняют большую часть древесной биомассы в почве. Так происходит с деревьями, чтобы они пускали новые побеги после пожаров. Когда пожаров нет, деревья снижают подземную часть своей биомассы, тем самым замедляя связывание углекислого газа в почве.

Мировая карта саванн (многие районы спорны) / ©Wikimedia Commons

Итоговый вывод авторов нового исследования прост: возможности посадок деревьев в борьбе с глобальным потеплением преувеличены. Здесь стоит добавить еще один момент, который в работе не затронут. Отражающая способность типичной древесной растительности в норме несколько ниже, чем у травы. Поэтому рост числа деревьев в невыжигаемых саваннах означает увеличение теплового бюджета планеты за счет поглощения ею большего количества солнечного света.

Сами тропики от этого нагреваются слабо: дополнительная энергия усиливает конвективный подъем воздуха от поверхности вверх, а такой подъем — основной механизм образования осадков в этой зоне. Однако «подогрев» зарастающей деревьями саванны ведет к движению теплого воздуха к полюсам, поднимая температуру в умеренных и высоких широтах. Все это дополнительно ставит под вопрос идею о том, что зарастание планеты деревьями способно как-то затормозить глобальное потепление.

 

Ссылка: https://naked-science.ru/article/biology/savanna-co2

 

Согласно новому исследованию, более высокие температуры и высокий уровень азота в почве заставляют крупнейший наземный биом Земли продвигаться на север.  

Бореальные леса, вместе составляющие крупнейший наземный биом на Земле, занимают около 23% площади лесов нашей планеты и, как правило, испытывают меньшее давление со стороны деятельности человека, чем другие регионы. Однако недавний анализ спутниковых снимков показал, что антропогенное изменение климата достигло биома — и это сцена, достойная Толкина: весь бореальный лес находится в движении. 

Эколог глобальных изменений Логан Бернер (Logan Berner) и эксперт по дистанционному зондированию Скотт Гетц (Scott Goetz) из Университета Северной Аризоны использовали спутниковые снимки Landsat с 1985 по 2019 гг. для изучения изменений земного покрова. Вдоль южной окраины бореальных лесов они наблюдали усиление потемнения, что указывает на отмирание деревьев. С другой стороны, озеленение северной окраины на протяжении десятилетий ползло вверх. 

«Это ясно показывает, что один из крупнейших биомов в мире находится в процессе масштабного перехода», — сказал Терри Чапин (Terry Chapin), эколог из Университета Аляски в Фэрбенксе, не участвовавший в исследовании. «Это забивает ещё один гвоздь в гроб с точки зрения демонстрации того, что изменение климата делает с нашей планетой».

Что вызывает сдвиг? 

Биом бореальных лесов охватывает более 15 миллионов квадратных километров и состоит из лиственных и хвойных деревьев, которые могут выдерживать низкие температуры круглый год. До работы Бернера и Гетца предполагалось, что эти леса сместятся на север из-за изменения климата, но оставалось неясным, смещается ли уже биом. 

Предыдущие исследования изучали движение в локализованных областях с использованием спутниковых данных с грубым разрешением, но исследование Бернера и Гетца является первым, в котором была показана глобальная картина с использованием изображений высокого разрешения Landsat. Чтобы изолировать последствия изменения климата, исследователи исключили лесные массивы, которые зеленели, потому что они восстанавливались после таких нарушений, как лесные пожары и вырубка леса. По словам Чапина, по сравнению с предыдущей работой «это гораздо более чистое исследование, чтобы на его основе делать выводы о влиянии климата». 

Исследователи предположили, что сдвиг вызван прямыми и косвенными факторами. В северных широтах более высокие температуры приводят к увеличению вегетационного периода, что ускоряет развитие лесов. Тем временем температура на южной окраине становится слишком высокой, чтобы поддерживать рост леса, что приводит к потемнению.

Кроме того, сравнение показателей озеленения и потемнения с базой данных об уровне азота в почве выявило ранее упускаемый из виду косвенный эффект — районы, подвергающиеся озеленению, как правило, имели высокие уровни азота в почве. По словам Бернера, потепление в северных широтах, вероятно, стимулирует микробы расщеплять органические вещества и выделять азот, который затем способствует росту деревьев.

Далеко идущие эффекты 

Сравнение темпов озеленения за весь период исследования (1985–2019 гг.) с темпами озеленения за последние два десятилетия показало, что этот сдвиг замедляется — тенденция, по мнению Бернера, сохранится. «При продолжающемся изменении климата мы, вероятно, увидим сокращение бореальных лесов в целом, потому что скорость, с которой деревья умирают, намного выше, чем скорость, с которой они могут расширять свой ареал», — сказал он. По словам Гетца, включение данных о смене лесов в модели «станет нашим лучшим способом спрогнозировать, что может произойти в следующие два–три десятилетия». 

По мнению авторов, этот сдвиг будет иметь далеко идущие последствия, некоторые из которых могут ещё больше усугубить изменение климата. Отмирание деревьев вдоль южной границы будет способствовать увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, если леса не будут заменены растениями, которые столь же хорошо фиксируют углерод. Увеличение лесного покрова на севере приведёт к тому, что этот регион будет поглощать больше солнечного света, что ещё больше согреет регион. Растительность также улавливает снег, который изолирует многолетнюю мерзлоту, что может привести к её таянию и выделению из неё метана и углекислого газа. 

Последствия смещения лесов также коснутся популяций диких животных. Например, усиление озеленения в северных широтах может привести к тому, что кустарники вытеснят лишайники, от которых карибу зависят зимой. Лишайники являются источником пищи, которому уже угрожают лесные пожары. Известно, что карибу формируют леса, вытаптывая растительность и перераспределяя питательные вещества во время миграции. По мере сокращения численности карибу снижается и их способность формировать леса. С другой стороны, популяция бобров в последние годы увеличилась. Увеличение количества древесных растений вдоль северной окраины бореального леса побудит бобров двигаться на север, перекрывая и реконструируя реки по их течению. 

Однако Бернер и Гетц предупредили, что данные дистанционного зондирования не дают полной картины всех изменений экосистемы. Для более глубокого понимания потребуется наземный мониторинг, усовершенствованные модели и расширение дистанционного зондирования. По словам авторов, экологический мониторинг будет особенно важен, поскольку прогнозы показывают, что экстремальные явления, включая периоды сильной жары, засухи и лесные пожары, вероятно, участятся. Эти разрушительные события могут оказать огромное влияние на биом бореальных лесов в ближайшие несколько десятилетий.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/satellites-reveal-slow-shift-of-the-entire-boreal-biome

 

Всемирная метеорологическая организация проверяет и документирует рекордные температуры, ветры, молнии и многое другое, предлагая снимки земных экстремальных явлений и подсказки об изменении климата.  

Популярная культура любит крайности. Мы склонны обращать внимание на будь то новое рекордное время в олимпийском забеге на 100 метров, на новости о самом старом живом человеке в мире или на сообщения об экстремальных погодных условиях. Как и погода, климат Земли также может проявлять экстремальные явления на глобальном, региональном и локальном уровнях, хотя и в более длительных временных масштабах, поэтому отчёты об изменении климата часто фокусируются на долгосрочных средних показателях повышения уровня моря, потепления атмосферы и т.п. 

Тем не менее, кратковременные экстремальные явления иногда являются видимыми симптомами более значительных изменений климата. Например, многочисленные локальные рекорды высоких температур за последние годы в совокупности указывают на продолжающееся потепление Земли: в глобальном масштабе 2016 год был самым жарким годом за всю историю наблюдений, а 2020 год — вторым. Аналогичные закономерности в рекордно высоком общем количестве осадков — пять штатов США зафиксировали 2019 год как самый влажный за всю историю, который, например, стал вторым самым влажным годом для страны в целом — и интенсивность тропических штормов также увеличивается. 

Во многих (но не во всех) странах есть агентства, собирающие и ведущие записи об экстремальных погодных условиях. Однако до недавнего времени не предпринималось никаких глобальных, полушарных или континентальных усилий по официальному исследованию, документированию и проверке экстремальных значений температуры, осадков, ветра и других аспектов погоды и климата. В 2007 году в рамках своего мандата Всемирная метеорологическая организация (ВМО), действующая под эгидой Организации Объединенных Наций, создала онлайн-список официально признанных экстремальных погодных и климатических явлений. Этот список, содержащий самые высокие и самые низкие зарегистрированные глобальные температуры, самую большую скорость ветра и самый смертоносный тропический циклон, содержится во Всемирном архиве метеорологических и климатических экстремальных явлений ВМО.

Потребность в архиве экстремальных погодных явлений  

Есть много причин для ведения онлайн-архива глобальных экстремальных погодных явлений. Наиболее важным является то, что знание прошлых и текущих погодных и климатических экстремальных явлений имеет решающее значение для установления базовых показателей, чтобы мы могли точно определить, насколько сильно и как быстро меняется климат. Например, в 2015 году мощная волна тепла вдоль Антарктического полуострова привела к самой высокой температуре (17,5°C), когда-либо зарегистрированной для континентальной части Антарктиды и её близлежащих островов. Затем, в 2020 году, на аргентинской базе Эсперанса, недалеко от оконечности Антарктического полуострова, был зафиксирован новый рекорд температуры: 18,3°C. 

Знание экстремальных погодных и климатических явлений также имеет решающее значение для проектирования безопасной инфраструктуры и общественного здравоохранения. Если человек проектирует здание или мост, знание максимальных скоростей ветра, диапазонов температур и других погодных переменных, которым объект может подвергаться, имеет важное значение для обеспечения безопасности конструкции. Точно так же врачи и медицинские работники используют информацию об экстремальных метеорологических явлениях, чтобы понять условия, в которых могут находиться сообщества во всём мире, и оценить, как это может повлиять на здоровье населения. 

Оценка погодных и климатических экстремальных явлений также помогает углубить наше понимание атмосферных наук. Например, недавнее расследование ВМО подтвердило самую длинную вспышку молнии (768 километров над Миссисипи и Техасом в 2020 году) и самую продолжительную вспышку (17,1 секунды над Аргентиной и Уругваем в 2020 году) из когда-либо наблюдавшихся. Этот новый отчёт появился спустя всего пять лет после исследования экстремальных явлений молний, ​​приведшего к переоценке давнего метеорологического определения «молнии» как наличия вспышки продолжительностью менее 1 секунды [Lang et al., 2017].

Во многих местах отмечают и признают возникновение крупных погодных явлений, что может быть источником местной гордости и может привлекать туристов и других посетителей. Например, огромный знак в обсерватории Маунт-Вашингтон в Нью-Гэмпшире подтверждает давний рекорд самой высокой измеренной скорости ветра в 372 км/час, зафиксированной в 1934 году. (Этот рекорд был превышен в 1996 году порывом ветра на острове Барроу у берегов Австралии: 407 км/час [Courtney et al., 2012].) 

Поскольку так много людей очарованы погодой и её экстремальными явлениями — самыми жаркими, самыми холодными, самыми ветреными и т. д., — архив этих экстремальных явлений также может помочь привлечь и лучше информировать общественность. С момента создания ВМО Всемирного архива метеорологических и климатических экстремальных явлений обнаружено, что дети особенно заинтересованы в том, чтобы узнавать об экстремальных погодных явлениях, о чём свидетельствуют многочисленные электронные письма и другие сообщения. Привлечение внимания молодого поколения способствует долголетию и постоянным инновациям в изучении атмосферных наук, помогая гарантировать наличие мотивированных и квалифицированных метеорологов и климатологов в будущем. Предоставляя официальные и доступные отчёты об экстремальных явлениях, архив также помогает общественности и средствам массовой информации, которые имеют прискорбную тенденцию преувеличивать отдельные события, представлять погоду и экстремальные явления в правильном свете.

Проверка кандидатов  

Поскольку никто раньше не вёл такой архив, во время создания архива в 2007 году ожидалось, что выпуск официальной оценки нового рекорда будет осуществляться каждые несколько лет. Однако с тех пор фактически было оценено более 15 потенциальных рекордов и за последнее десятилетие была произведена систематизация процесса, с помощью которого осуществляются оценки. 

Сообщения о новых потенциальных экстремальных явлениях первоначально оцениваются руководством ВМО и докладчиком по погодным и климатическим экстремальным явлениям — назначенной должностью в Организации Объединенных Наций — на основе имеющихся данных. Затем собирается специальный международный оценочный комитет учёных-атмосферщиков с «голубой лентой». С 2007 года работает более 30 оценочных комитетов, в состав которых входят более 100 учёных из более чем 40 разных стран. В настоящее время два таких комитета либо формируются, либо активно оценивают события. 

Члены этих специальных комитетов отбираются так, чтобы представлять широкий спектр знаний. Требуемые области знаний включают в себя знание местного климата и понимание факторов, способствующих возникновению экстремальных явлений в конкретном месте, или конкретных климатических явлений в целом, а также специальные знания, например, о метеорологическом оборудовании или методах калибровки или наблюдения.

Докладчик совместно с членом комитета из района, где произошло потенциальное экстремальное явление, и другими составляет справочный отчёт об имеющейся информации и данных о наблюдении за экстремальным явлением. Этот отчёт включает в себя точное географическое положение наблюдения, тип оборудования, используемого для его записи (и особенности калибровки, обслуживания и эксплуатации оборудования), синоптические данные (региональная погода), связанные с событием, и любую заметную необычную или уникальную информацию по поводу наблюдения. 

Затем комитет рассматривает отчёт и обсуждает все аспекты потенциального экстремального явления. Участники отвечают на пять ключевых вопросов: 

Нужны ли дополнительные необработанные данные или документация по этому событию, чтобы определить его действительность или недействительность? Имеются ли другие данные или другие анализы, соответствующие этому экстремальному событию времени/места? 

Есть ли опасения по поводу оборудования, калибровки, процедур измерения или других процессов/процедур, связанных с измерением события? (Это делается для того, чтобы оборудование и процедуры соответствовали принятым стандартам.) 

Есть ли какие-либо опасения, связанные с характером события, которые могут вызвать вопросы относительно действительности записи? 

Есть ли другие опасения, связанные с этим событием? 

По существу, документация подтверждает или опровергает этот текущий мировой рекорд погоды? 

Члены комитета обсуждают и обдумывают имеющуюся документацию по электронной почте, которую модерирует докладчик. После обсуждения комитет рекомендует докладчику свои выводы для окончательного решения, после чего докладчик либо принимает наблюдение для включения в архив, либо отклоняет его.

Жаркий день в Верхоянске  

Недавно завершенное расследование точно демонстрирует процедуру оценки потенциальных новых рекордов. С момента создания архива ВМО составляет список экстремальных высоких и низких температур для антарктического региона (т. е. области на 60° южной широты или к югу от нее, что соответствует участкам суши и шельфового ледника, включенным в Договор об Антарктике). Однако учёные и представители СМИ отметили, что аналогичные температурные категории не были указаны для полярных регионов за Полярным кругом или к северу от него (66,5° с.ш.). 

Этот недостаток был особенно заметен во время сибирской жары летом 2020 года, когда в Верхоянске, городе на северо-востоке России, в 115 км к северу от Полярного круга, примерно в 09:00 UTC (19:00 по местному стандартному времени) 20 июня 2020 года была зафиксирована максимальная температура 38°C. После этого измерения ВМО создала специальную международную группу для анализа и проверки экстремальных температур в Арктике, в частности, потенциально рекордных измерений в Верхоянске. 

Первая работа любого такого оценочного комитета обычно возлагается на местного представителя, который связан с метеорологической службой страны. Этому лицу поручено получить соответствующие необработанные наблюдения с метеостанции, зафиксировавшей событие-кандидат, и с окружающих станций, а также метаданные, такие как фотографии установки и записи о калибровке прибора. 

Местный представитель Верхоянской станции (WMO № 24266, 67,56° с.ш., 133,40° в.д., высота над уровнем моря 138 м) получил необработанные данные и запросил метаданные, включая фотографии станции. В метаданных, предоставленных Российской Федерацией, указано, что Верхоянское оборудование, размещение и материально-техническое обеспечение были сертифицированы местным органом власти, Управлением Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по Республике Якутия, в апреле 2020 года, до наблюдения 38°C в июне того же года. Кроме того, члены оценочной комиссии изучили синоптический фон для явления экстремальной температуры 20 июня 2020 г. в Верхоянске, используя данные промежуточного реанализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ERA5) [Hersbach et al., 2020].

Местные метеорологические данные за 18–23 июня обеспечили проверку непрерывности наблюдаемого экстремального значения приземной температуры, зарегистрированного в 09:00 UTC 20 июня. А метеорограммы (записи метеорологических условий в данном месте) для различных уровней атмосферного давления были составлены для этого периода времени для района вокруг Верхоянска включительно. 

Из этой информации было ясно видно, что в то время над регионом в то время был сильный гребень верхнего уровня - область высокого атмосферного давления, часто связанная с тёплыми и сухими условиями летом. Кроме того, реанализ ERA5 для региона показал, что максимальные температуры при атмосферном давлении 1000 гектопаскалей (что примерно соответствует поверхности Земли) 20 июня превышают 33°C, что сравнимо с наблюдаемой температурой 36°C в Верхоянске около 09:00: 00 UTC и суточным максимальным значением 38°C (рис. 1).

 

Рис. 1. Эта метеорограмма документирует событие экстремальной температуры 20 июня 2020 г. (09:00 UTC) в Верхоянске, Россия, из реанализа ERA5. Метеорограмма на уровне 1000 миллибар (1000 гектопаскалей) охватывает период с 18 по 23 июня 2020 года для области от 70° до 65° с.ш. и от 130° до 135° в.д. Температура (°C) отображается красным цветом, а удельная влажность (граммы на килограмм) — зеленым. Источник: Университет штата Аризона.

Поскольку «самая высокая температура за Полярным кругом» (самая высокая температура, зарегистрированная за Полярным кругом) была новой климатической категорией для архива ВМО, исследование включало изучение температурных рекордов из других арктических стран: Канады, Финляндии, Гренландии (автономной части Дании), Исландии, Норвегии, Швеции и США. Например, была установлена связь с национальными экспертами по климатическим данным из Environment Canada, национального метеорологического агентства страны, за помощью в канадских записях. Эти эксперты тщательно проверили все записи станций к северу от Полярного круга на предмет прошлых наблюдений, которые затмили бы температуру 38°C в Верхоянске, но в конечном итоге пришли к выводу, что ни одна из них не была такой. Кроме того, признанный государственный рекорд для Аляски и национальные рекорды всех других арктических стран не включали измерения температуры 38°C или выше в каких-либо местах за Полярным кругом. 

Следовательно, комитет ВМО, расследовавший наблюдения за температурой, единогласно рекомендовал принять значение 38°C, зафиксированное 20 июня 2020 г. в Верхоянске, как «самую высокую зарегистрированную температуру на уровне 66,5° или к северу от полярного круга». Докладчик согласился с этой рекомендацией, и запись теперь занесена в официальный Всемирный архив метеорологических и климатических экстремальных явлений ВМО.

Изменение климата поставит новые рекорды 

Как и все экстремальные погодные условия, экстремальные температуры, осадки, давление, ветер и другие явления, оцениваемые ВМО, представляют собой моментальные снимки регионального и глобального климата. Возможно — и в самом деле вероятно, — что текущие записи в архиве ВМО, в том числе о самой высокой температуре за Полярным кругом, будут превзойдены. Когда будут сделаны такие наблюдения за новыми потенциальными экстремальными явлениями, будут сформированы новые оценочные комитеты ВМО для вынесения решений и проверки их. 

Как и в случае с Верхоянском, этот процесс документирования и проверки рекордных температур и других метеорологических переменных важен для понимания того, как изменение климата повлияет на чувствительные экологические режимы Земли, в том числе на те, в которых мы, люди, живем. И только посредством постоянного мониторинга этих режимов, от Арктики до Антарктики и всего пространства между ними, можно гарантировать, что есть информация, необходимая для проведения этого процесса оценки и оценки изменения климата в региональном и глобальном масштабах.

Литература:

Courtney, J., et al. (2012), Documentation and verification of the world extreme wind gust record: 113.3 m s-1 on Barrow Island, Australia, during passage of Tropical Cyclone Olivia, Aust. Meteorol. Oceanogr. J., 62(1), 1–9, https://doi.org/10.22499/2.6201.001.

Hersbach, H., et al. (2020), The ERA5 global reanalysis, Q. J. R. Meteorol. Soc., 146, 1,999–2,049, https://doi.org/10.1002/qj.3803.

Lang, T. J., et al. (2017), WMO world record lightning extremes: Longest reported flash distance and longest reported flash duration, Bull. Am. Meteorol. Soc., 98, 1,153–1,168, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-16-0061.1.

 

Ссылка: https://eos.org/science-updates/chronicling-the-hottest-coldest-windiest-and-rainiest-weather