Анализ экстремальных значений температуры и осадков в двух поколениях климатических моделей CMIP выявил сходство в региональной чувствительности климата, контрастирующее с различиями в глобальной чувствительности.

С развитием Проекта сравнения моделей CMIP - известного мультимодельного эксперимента, основанного на совокупности расчётов глобальных климатических моделей - добавляются новые модели, а старые адаптируются и расширяются с целью улучшения моделирования климата Земли и прогнозов, как он изменится в будущем.

Учёные заметили, что в последнем поколении, CMIP6, модели оказались более чувствительными в глобальном масштабе к изменениям концентрации углекислого газа в атмосфере, чем в предыдущей версии, CMIP5, и предполагают, что будущее потепление может быть даже более значительным, чем считалось ранее для данного уровня содержания углекислого газа. Однако экстремальные погодные условия, вызванные изменением климата, с которыми сталкиваются люди, случаются в региональном и локальном масштабах, и учёные стремятся понять, где экстремальные температуры и осадки будут увеличиваться или уменьшаться.

В новом исследовании Сеневиратне и Хаузера (Seneviratne and Hauser) анализируют региональную чувствительность климата к экстремальным климатическим явлениям - другими словами, как региональные экстремальные климатические явления меняются в зависимости от глобального потепления - в CMIP6 по сравнению с CMIP5. Они обнаружили незначительные изменения в целом между двумя поколениями моделей, в отличие от заявленных различий в глобальной чувствительности климата. Однако на разброс моделей или разницу между самыми высокими и самыми низкими оценками прогнозируемых региональных экстремальных климатических явлений сильнее влияет региональная чувствительность климата в моделях, чем неопределённость в глобальной чувствительности. Это говорит о том, что сокращение разброса региональной чувствительности климата между моделями может быть лучшим способом получения более точных оценок будущих изменений экстремальных климатических явлений.
По мнению авторов, их результаты показывают, что чувствительность регионального климата является отличительным свойством климатических моделей по сравнению с чувствительностью глобального климата, которой в прошлом уделялось больше внимания. Многие из переменных, влияющих на климат в региональном масштабе, сами по себе являются региональными: в качестве примеров авторы приводят содержание влаги в почве и обратную связь по снегу. Эти типы переменных включены в глобальные климатические модели, но их влияние гораздо более выражено в региональном, а не в глобальном масштабе. Следуя той же логике, исследователи предполагают, что глобальная чувствительность климата в большей степени связана с обменом между атмосферой и океаном.

В конечном итоге региональные отклики зависят как от региональной, так и от глобальной чувствительности климата, и различение и лучшая количественная оценка этих двух свойств моделей поможет улучшить прогнозирование экстремальных явлений в условиях потепления.

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/regional-sensitivities-strongly-affect-modeled-climate-extremes

Климатические детективы обнаруживают данные 30-летней давности по температуре

ЖЕНЕВА, 23 сентября 2020 г. (ВМО) — Всемирная метеорологическая организация признала температуру −69,6 °C (−93,3 °F), зарегистрированную на автоматической метеорологической станции в Гренландии 22 декабря 1991 г., самой низкой из когда-либо зарегистрированных в Северном полушарии.

Температурный рекорд был обнаружен почти через 30 лет «климатическими детективами» в Архиве данных ВМО об экстремальных метеорологических и климатических явлениях. Он превосходит значение −67,8 °C, зарегистрированное на российских станциях Верхоянск (февраль 1892 г.) и Оймякон (январь 1933 г.). Самый низкий в мире температурный рекорд −89,2 °C (−128,6 °F) установлен 21 июля 1983 года высотной метеостанцией Восток в Антарктиде.

В Архиве данных ВМО об экстремальных метеорологических и климатических явлениях хранятся данные о самых высоких и самых низких в мире температурах, количестве осадков, самой тяжелой градине, самом длинном сухом периоде, максимальном порыве ветра, самой длинной вспышке молнии и смертельных случаях, связанных с погодой.

Метеорологическая станция в Верхоянске, на которой ранее был установлен рекорд температуры в Северном полушарии, попала в заголовки, когда 20 июня во время затяжной сибирской волны тепла она зарегистрировала температуру 38 °С. В настоящее время ВМО проверяет, является ли это новым температурным рекордом к северу от полярного круга (новая категория для архива). По словам руководителя этого проводимого в настоящее время исследования, в ходе него будут изучены также возможные случаи, когда высокие температуры имели место к северу от полярного круга в прошлом.

«В эпоху изменения климата много внимания уделяется новым температурным рекордам. Этот недавно признанный рекорд минимальной температуры является важным напоминанием о разительных контрастах, которые существуют на этой планете», — сказал Генеральный секретарь ВМО профессор Петтери Таалас. «Это свидетельство самоотверженности ученых-климатологов и историков погоды, благодаря которому теперь мы можем исследовать многие из этих старых записей и обеспечить лучшее глобальное понимание не только современных, но и исторических экстремальных климатических явлений», — сказал профессор Таалас.

Несмотря на то, что большинство наблюдений за экстремальными климатическими явлениями, квалифицированных Архивом экстремальных метеорологических и климатических явлений ВМО, проводилось в течение последних нескольких лет, иногда историки климата обнаруживают давно упущенные из виду метеорологические данные, содержащие важную климатическую информацию, которую необходимо анализировать и проверять. Так было с только что завершившейся оценкой почти 30‑летней метеорологической записи автоматизированной метеостанции на отдаленном гренландском объекте Клинк, расположенном на высоте 3105 метров около топографической вершины гренландского ледяного щита.

Автоматическая метеорологическая станция работала в течение двух лет в начале 1990‑х годов в рамках сети, созданной Университетом штата Висконсин в Мэдисоне для регистрации метеорологических условий вокруг гребня гренландского ледового купола в ходе проекта по изучению ледяного щита Гренландии. В 1994 году она была возвращена в лабораторию для испытаний, а затем отправлена для использования в Антарктике.

Это было до того, как ВМО приступила к оценке глобальных экстремальных явлений, так как Архив данных ВМО об экстремальных метеорологических и климатических явлениях был создан в 2007 году. Рекорд стал известен только после того, как специальная международная группа полярных исследователей ВМО разыскала ученых, первоначально участвовавших в этом проекте. Эта группа выразила признательность ученым, работавшим над первоначальным проектом станции, за тщательное поддержание калибровок и метаданных для наблюдений, сделанных так давно. Такая тщательность свидетельствует о высокой степени детализации и качества наблюдений.

После тщательного анализа оборудования, практики наблюдений и синоптической ситуации с погодой в декабре 1991 года группа единогласно рекомендовала признать это наблюдение действительным.

«Это исследование подчеркивает способность современных ученых-климатологов не только выявлять современные климатические данные, но и играть в «климатических детективов» и раскрывать важные климатические данные прошлого, создавая высококачественные долгосрочные климатические записи для климатозависимых регионов мира», — сказал профессор Рэндалл Сервени, докладчик ВМО по климатическим и метеорологическим экстремальным явлениям.

Исследования ВМО также способствуют повышению качества наблюдений благодаря тщательному анализу практики наблюдений и надлежащему выбору оборудования.

По словам Джорджа Вайднера, который помогал в проектировании станции, все компоненты автоматической метеорологической станции должны были быть выбраны так, чтобы они могли работать при экстремально низких температурах. «В Гренландии все площадки были установлены на снегоходах. Поэтому автоматическую метеостанцию пришлось упаковать, чтобы выдержать траверс по очень шероховатому снегу. Многолетний опыт упаковки в Антарктиде помог нам сохранить нашу автоматическую метеостанцию в безопасности и уютно устроить ее на санях, которые тянут снегоходы», — сказал он.

Полная информация об оценке приведена в онлайн-выпуске ежеквартального журнала Королевского метеорологического общества.

В состав международного комитета ВМО по оценке вошли эксперты по полярным наукам и климату из Дании, Испании, Соединенного Королевства и Соединенных Штатов Америки.
Джейсон И. Бокс [ГЕУС, Геологическая служба Дании и Гренландии, Копенгаген, Дания]
Манола Брунет [Университет Ровира и Виргили, Таррагона, Испания, Центр по изменению климата (ЦИК), Департамент географии, Университет Ровира и Виргили, Испания, и отдел климатических исследований Школы экологических наук, Университет Восточной Англии, Соединенное Королевство, президент ККл ВМО]
Джон Каппелен [Датский метеорологический институт, ДМИ, Копенгаген, Дания]
Стив Колвелл [Британская антарктическая служба, Соединенное Королевство]
Фил Джонс [Отдел климатических исследований Школы экологических наук, Университет Восточной Англии, Соединенное Королевство]
Джон Кинг [Британская антарктическая служба, Соединенное Королевство]
Мэтью Лаззара [Технический колледж Мэдисона и Университет штата Висконсин в Мэдисоне, Мэдисон, Висконсин, США]
Джордж Вайднер [Отдел наук об атмосфере и океане, Университет штата Висконсин в Мэдисоне, Мэдисон, штат Висконсин, США]
Рэндалл Сервени [Докладчик по метеорологическим и климатическим экстремальным явлениям, Университет штата Аризона, Темпе, штат Аризона, США]

Ссылка: https://public.wmo.int/...

Тёплые периоды в истории Земли представляют собой единственное эмпирическое свидетельство того, как климатическая система реагирует на повышение уровня двуокиси углерода (CO2) в атмосфере. Средний плиоцен (от 3,3 до 3,0 млн. лет назад) был последним историческим периодом, когда уровни CO2 были такими же высокими, как сегодня. Однако модели климата плиоцена недооценивают потепление, реконструированное по данным геологических архивов. Используя численную модель глобального цикла метана, авторы показывают, что наличие повышенных концентраций ряда малых газов могло быть причиной дополнительного потепления на 0,6–1,0°C и ещё большего над северными массивами суши. Эти результаты демонстрируют важность влияния газовых примесей на климат как для плиоцена, так и для потенциально тёплых периодов на протяжении большей части новейшей истории Земли.

Тёплые периоды в истории Земли дают возможность понять динамику системы Земли в условиях, аналогичных тем, которые ожидаются в ближайшем будущем. Тёплый период среднего плиоцена (ТПСП, от 3,3 до 3,0 млн лет назад) - это период, когда в последний раз уровни концентрации CO₂ в атмосфере были такими же высокими, как сегодня. Однако модели климата плиоцена недооценивают потепление в высоких широтах, реконструированное на основе образцов ископаемой пыльцы и других геологических архивов. Одна из возможных причин этого заключается в том, что усиленное радиационное воздействие газовых примесей, помимо CO₂, в плиоцене, в том числе метана CH4, не было учтено в моделях. Авторы использовали набор моделей земной биогеохимии, чтобы произвести комплексную реконструкцию цикла CH4 в ТПСП, включая оценку неопределённости. Авторы предполагают отношение смеси CH4 в атмосфере от 1000 до 1200 частей на миллиард по объёму, что в сочетании с оценками радиационного форсинга от N₂O и O₃ даёт радиационный форсинг 0,9 Вт/м2 (диапазон от 0,6 до 1,1 Вт/м2), составляющий 43 % (диапазон от 36 до 56%) радиационного форсинга CO₂, используемого при моделировании климата ТПСП. Это дополнительное воздействие вызовет повышение глобальной приземной температуры на 0,6–1,0°C с увеличением изменений в высоких широтах, улучшая тем самым согласие с геологическими свидетельствами климата среднего плиоцена. Авторы пришли к выводу, что обратная связь от вышеуказанных газов имеет решающее значение для интерпретации потепления климата в плиоцене и, возможно, во многих других тёплых фазах кенезоя. Эти результаты также подразумевают, что использование только плиоценовых реконструкций CO₂ и температуры может привести к завышению оценок чувствительности климата.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/117/38/23401

Владимир Путин выступил с видеообращением на пленарном заседании юбилейной, 75‑й сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединённых Наций.

В своем выступлении он, в частности, отметил: «В центре совместных усилий, конечно, должны оставаться и защита окружающей среды, и проблемы изменения климата. Свою актуальность в полной мере доказали соответствующие многосторонние конвенции, договоры и протоколы в рамках ООН. Призываем все государства ответственно подходить к их соблюдению, особенно по достижению целей Парижского соглашения».

Ссылка: http://www.kremlin.ru/events/president/news/64074

Британская благотворительная организация Oxfam опубликовала исследование, в котором говорится, что самые богатые люди планеты, составляющие всего 1% земного населения, являются причиной выброса в атмосферу вдвое большего объема парниковых газов, чем беднейшие 50% человечества.

Данные анализа, проведенного в период с 1990 по 2015 год исследователями Oxfam совместно со Стокгольмским институтом изучения окружающей среды, говорят о том, что наиболее богатые слои населения потребляют столько товаров и услуг, что в ходе их производства и использования выделяется гораздо больше парниковых выбросов, чем от потребления товаров более бедными слоями человечества. Так, например в результате жизнедеятельности 10% самых богатых жителей планеты в 1990–2015 годах в атмосферу поступило 52% от общего объема парниковых газов, выделенных всеми людьми за изученный период. Oxfam утверждает, что только 1% самых богатых людей планеты несет ответственность за выделение 15% всех выбросов CO2, при этом беднейшая часть человечества (3,1 млрд человек) за тот же период в ходе свой деятельности выбросила лишь 7% парниковых газов, то есть вдвое меньше.

Исследователи, в частности, отмечают, что в США и ЕС существенная доля вредных выбросов объясняется высокой активностью воздушного и наземного транспорта, за ними идут строительство, производство промышленных товаров и продуктов питания.

В связи с этим в докладе содержится призыв повышать налоги на такие источники высоких выбросов, как частные самолеты, спортивные автомобили и внедорожники. В то же время исследователи призывают власти стран стимулировать использование общественного транспорта, производства с более низкими парниковыми выбросами и более экономное потребление энергии предприятиями и домохозяйствами.

Ссылка: https://www.kommersant.ru/doc/4501004

В этом году площадь ледяного покрова Арктики оказалась одной из наименьших, второй по величине с момента начала ведения современного учёта в конце 1970-х годов. Анализ спутниковых данных НАСА и Национального центра данных по снегу и льду (NSIDC) в Университете Колорадо в Боулдере показывает, что минимальная протяжённость ледяного покрова в 2020 году, которая, вероятно, была достигнута 15 сентября, составила 3,74 миллиона квадратных километров.

Зимой замёрзшая морская вода покрывает почти весь Северный Ледовитый океан и соседние моря. Этот морской лёд претерпевает сезонные изменения: истончается и сжимается в конце весны и летом и утолщается и расширяется осенью и зимой. Протяжённость летнего морского льда в Арктике может повлиять на местные экосистемы, региональные и глобальные погодные условия и циркуляцию океана. За последние два десятилетия минимальная площадь морского льда в Арктике летом заметно уменьшилась. Самый низкий показатель за всю историю наблюдений был установлен в 2012 году, а прошлогодний находился на втором месте - до этого года.

Сибирская жара весной 2020 года обусловила раннее начало сезона таяния арктического морского льда в этом году, и, когда температура в Арктике была на 8–10 градусов по Цельсию выше, чем в среднем, площадь льда продолжала сокращаться. Минимальная протяжённость 2020 года была на 2,48 миллиона квадратных километров меньше среднего годового минимума за 1981-2010 гг., а 2020 год - это только второй зарегистрированный случай, когда минимальная протяжённость упала ниже 4 миллиона квадратных километров.
«В этом году в Арктике было очень тепло, а сезоны таяния снегов начинались всё раньше и раньше», - сказал Натан Курц (Nathan Kurtz), учёный, специалист по морскому льду из Центра космических полётов им. Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Чем раньше начинается сезон таяния льда, тем больше потери льда».

Тонкий лёд тает быстрее, чем более толстый. Резкое уменьшение площади морского льда в 2007 и 2012 годах, наряду с общим сокращением его площади летом, привело к уменьшению числа регионов с толстым многолетним льдом, который образовывался за несколько зим. Кроме того, недавнее исследование показало, что более тёплая вода из Атлантического океана, обычно находящаяся глубоко под более холодными водами Арктики, подбирается ближе к нижней кромке морского льда и нагревает его снизу.

«В Арктике есть каскадные эффекты, - сказал Марк Серрез (Mark Serreze), директор NSIDC. Более высокие температуры океана способствуют сокращению более толстого многолетнего льда, а также провоцируют начало сезона весеннего таяния более тонкого льда. Таяние в начале сезона приводит к увеличению площади открытой воды, поглощающей солнечное тепло и, как следствие, к повышению температуру воды.

«По мере уменьшения площади морского ледяного покрова мы наблюдаем, что продолжаем терять этот многолетний лёд», - сказал Серрез. «Летом лёд сжимается, но становится тоньше. Одновременно теряются и площадь, и толщина льда. Это двойной удар ".

По его словам, вторая самая низкая протяжённость морского льда за всю историю наблюдений является лишь одним из многих признаков потепления климата на севере, среди которых сибирские волны тепла, лесные пожары, температуры выше среднеклиматических в Центральной Арктике и таяние многолетней мерзлоты, приведшее к разливу топлива в России.

Ссылка: https://climate.nasa.gov/news/3023/2020-arctic-sea-ice-minimum-at-second-lowest-on-record/

Из-за очень сложной взаимосвязанной природы климатических систем большая часть работы по изучению того, что происходит с ними и почему, проводится на суперкомпьютерах, хотя ограничения в вычислительной мощности до нынешнего времени сужали возможности такого моделирования.

В настоящее время ситуация изменилась. И команда климатологов из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) получила возможность использовать суперкомпьютерные мощности для создания климатических моделей со сверхвысоким разрешением, охватывающих всю Европу и центральную часть Атлантического океана.

При анализе климата и погоды низкое разрешение может создавать серьезные проблемы, препятствуя моделированию таких важных массивов, как облака и штормы. В свою очередь, это порождает неравномерность в моделировании, которая приводит к большой неопределённости. Например, оценки будущего повышения температуры на Земле, если содержание CO2 в атмосфере удвоится, колеблются от 1,5 °C до 4,5 °C. Это огромный диапазон, который, по словам Кристофа Шера (Christoph Schär), профессора климатологии ETH Zurich, «в основном связан с низким разрешением моделей нынешнего климата», лучшие из которых зачастую всё ещё имеют широкий диапазон от 12 до 50 км.

Шер и его коллеги решили изменить эту парадигму. Они сотрудничают со Швейцарским национальным суперкомпьютерным центром (CSCS) и MeteoSwiss (национальное метеорологическое бюро Швейцарии), чтобы адаптировать популярную негидростатическую атмосферную модель COSMO, ранее предназначавшуюся только для CPU-расчётов, для использования на графических процессорах — шаг, который, по словам Шера, «делает вычисления эффективнее, быстрее и дешевле».

Партнёрство по передовым вычислениям в Европе (PRACE) предоставило учёным возможности для работы на суперкомпьютере Piz Daint, установленном в Швейцарском национальном суперкомпьютерном центре (CSCS). Piz Daint содержит 5704 узла Cray XC50 (каждый с Intel Xeon E5-2690 и NVIDIA Tesla P100) в дополнение к 1813 узлам XC40 (каждый с двумя Intel Xeon E5-2695). Piz Daint обеспечивает производительность в тесте Linpack 21,2 Пфлопс, что помещает его в первую десятку самых мощных суперкомпьютеров в мире согласно последнему рейтингу Top500.

Используя COSMO и Piz Daint, исследователи создали климатические проекции большей части Европы (включая районы Скандинавии, Средиземноморья и Африки) со сверхточным разрешением 2,2 км. Более высокое разрешение позволило исследователям сделать новые прогнозы, например, что ежечасные осадки будут увеличиваться по интенсивности на 7 % на каждый градус повышения температуры. «В Европе нас в первую очередь интересуют кратковременные проливные дожди, поскольку они часто случаются летом», — сказал Шер. Основываясь на результатах моделирования, он сообщил, что «водная инфраструктура должна быть адаптирована к более частым и сильным дождям».

Еще одним важным элементом нового моделирования была более точная оценка альбедо, показателя, характеризующего отражательную способности поверхности предмета. Более точное представление облаков (которые имеют относительно высокое альбедо) с помощью нового моделирования помогло исследователям более точно измерить их общее альбедо и продемонстрировать, что даже небольшие различия в этих значениях могут иметь колоссальные последствия.

Как отметил Шер, учёным «предстоит пройти ещё долгий путь». Даже с учётом резкого увеличения разрешающей способности моделирование климата было ограничено Европой. Для действительно точной модели глобального климата оно должно охватывать весь земной шар.

Ссылка: https://servernews.ru/1021024

Каждый сентябрь учёные ждут того момента, когда скудное лето в Арктике иссякнет и морской лёд снова начнёт расти. Этот момент известен как годовая минимальная протяжённость морского льда. За последние 15 лет протяжённость льда неуклонно снижалась и в 2019 году стала второй самой низкой после 2012 года за 42 года непрерывных спутниковых наблюдений. В этом году минимум неизбежен, а ледяной покров уже даже меньше, чем в прошлом.

Что вызывает такое сокращение минимальной площади морского льда? Короткий ответ - наш меняющийся климат. Но более конкретный ответ заключается в том, что арктический морской лёд всё больше истончается не только тёплым воздухом сверху, но и всё более тёплой водой снизу.

Недавно было проведено исследование, почему тает морской лёд в восточной части Северного Ледовитого океана, оно показало, что влияние тепла из недр океана теперь перевесило влияние атмосферы.

Хотя атмосферное тепло является основной причиной таяния летом, оно несущественно в холодную тёмную полярную зиму. В то же время океан круглый год греет лёд снизу. Это новое исследование показывает, что такой обогрев более чем удвоился за последнее десятилетие или около того, и теперь ежегодно эквивалентен таянию морского льда почти метровой толщины (для сравнения, на Северном полюсе океан обычно покрыт слоем льда толщиной в пару метров).

Эта тёплая вода, иногда называемая «тепловым пятном», берёт свое начало в Атлантике и направляется на север через продолжение Гольфстрима, впадая в Северный Ледовитый океан огибая Шпицберген, архипелаг на полпути между Норвегией и Северным полюсом. Это пятно уже привело к исчезновению зимнего морского льда у северного побережья Норвегии и на северо-западе России.

Дальше на восток эта тёплая вода оказывается изолированой от поверхности моря и морского льда слоем более холодной и пресной воды. Однако по мере того, как тепловое пятно нагревается и приближается к поверхности, его влияние распространяется и на восток через Арктику.

Согласно выводам, приведённым в другой научной статье, течения в верхних слоях Северного Ледовитого океана усиливаются, что в сочетании с уменьшением протяжённости морского льда и ослаблением границ между слоями тёплой и холодной воды потенциально способствовало перемещению большего количества тёплой воды из теплового пятна к поверхности океана. Их совокупное воздействие представляет собой новую прямую связь между морским льдом и океаническим теплом, которая может привести к новому состоянию климата океана в восточной части Северного Ледовитого океана.

Всё это может способствовать ещё более серьёзным изменениям климата в Арктике. В течение лета 2020 года волны тепла в Сибири постоянно побивали температурные рекорды, включая температуру поверхности моря в восточной части Арктики. И хотя морской лёд отражает большую часть солнечных лучей обратно в космос, открытая вода - тёмная и, как следствие, поглощает солнечное тепло. По мере того, как морской лёд отступает, поверхностные воды нагреваются, что, в свою очередь, ещё больше нагревает атмосферу, вдобавок к нагреву, обусловленному увеличением выбросов парниковых газов.

Предстоит ещё многое узнать о связи между распространением на восток влияния атлантического тепла и сокращением морского льда, которое оно приносит, а также воздействием на суровую погоду в более низких широтах. Но очевидно, что Арктика, которая и так нагревается быстрее, чем какая-либо область на Земле, может находиться в процессе перехода в «новое» состояние.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-09-arctic-sea-ice-increasingly-atlantic.html

Научный руководитель Гидрометцентра России — об изменениях климата: насколько они реальны и что означают для природы и человечества?

Ученые Лидского университета Великобритании и Датского метеорологического института недавно опубликовали статью в научном журнале «Nature Сlimate Change», где высказали свой вывод: подтверждается самый худший сценарий катастрофического изменения климата. Это – результат их оценки повышения уровня моря за последние 20 лет.

О том, насколько близок этот трагический порог для человечества, вопрос к доктору технических наук, научному руководителю Гидрометцентра России Роману Вильфанду.

«Белые медведи очень несчастны»

– Получается, у нас уже совсем близко что-то похожее на конец света?

– Я бы не сказал. Вот придет декабрь, и наступит конец света. Особенно на Таймыре, где полярная ночь, – шутит профессор.

– А если серьезно? На днях по ТВ показывали сюжет, где один из исследователей Антарктиды отправился туда, но вместо ледника обнаружил совершенно чистое от снега каменное плато. Да и пингвины, кажется там уже на грани вымирания. А уж арктическим белым медведям давно уже не столь комфортно на Северном полюсе, как раньше...

– Жизнь белых медведей за последние 20 лет настолько сильно изменилась, что они попросту поменяли свой образ жизни. Они уже не обитают на льдах, которые постоянно тают. Они все ближе подбираются к поселкам... Это же просто несчастные животные сегодня – температура-то на полюсе меняется наиболее резко.

Так, в этом году меньше всего полярных льдов было зафиксировано в июле. То есть фактически Северный морской путь (СМП) стал доступен уже в июле. А обычно его можно проходить только во второй половине августа и в сентябре, в этом году – на месяц раньше.

Кстати, и площадь льдов на Северном Ледовитом океане в этом июле была минимальной за последние 42 года наблюдений.

Конечно, все, что происходит в Арктике, – огромная проблема. Но для уровня мирового океана она не катастрофична. Существует несколько вариантов развития этого процесса, их смоделировали ученые. По одному из них, к середине 2050-го в теплые месяцы года в Северном Ледовитом океане вообще не будет льда. А к концу века вообще весь океан перестанет соответствовать своему названию, потому что там уже не будет льда. И все же это не приведет к повышению уровня океана.

– Как же так?

– Можно провести эксперимент – бросьте в ванную кусок льда и заметьте уровень воды. Когда лед растает, вы увидите, что уровень практически не изменится.

Основной эффект повышения уровня мирового океана связан с таянием ледниковых щитов. Если растает Гренландский щит, то уровень океана повысится, по разным оценкам, от 4 до 8 метров. И то, и другое критично.

Если мировой океан повысится на 4 метра, то произойдет самая катастрофичная ситуация – вообще не будет побережья. А между тем, именно там находятся больше половины всех промышленных структур мира.

Сейчас выходит множество исследований, которые показывают, к примеру, что в прошлом году (впервые за весь период спутниковых наблюдений) почти вся площадь Гренландии в течение трех дней – с 30 июля по 1 августа – находилась в состоянии таяния. Никогда подобного не было – максимум 30-50% площади.

Научный руководитель Гидрометцентра: Важно, чтобы климатология как наука не была политизирована

Таяние льдов в Гренладнии

«Возможны жесткие сценарии»

– Значит, все же правы британцы и датчане?

– К исследованиям этих ученых надо относиться серьезно, но они еще будут подвергаться серьезному критическому анализу со стороны других корифеев. Есть IPCC – межправительственная группа экспертов по изменению климата, куда входят ведущие ученые разных стран. Эта группа абсолютно независимых светил с мировыми именами – в нее входят американцы, индусы, австралийцы, ирландцы. И, конечно, же российские ученые. Все эти очень авторитетные эксперты строят прогнозы развития ситуации на основе длительного и тщательнейшего анализа научных публикаций в академических журналах.

Так что те работы британцев и датчан, с обсуждения которых мы начали разговор, будут подвергаться самой жесткой критике на заседаниях IPCC. Посмотрим, какую оценку их выводам дадут эксперты из IPCC в своем докладе.

Если хотите знать мое мнение – у меня не вызывает сомнения, что это ученые высокого класса. Но вполне вероятно, что будут проведены другие исследования, которые покажут, что ускорение потепления происходит не столь быстро, как они это рассчитали. Давайте подождем.

– Но ведь они ссылаются на многолетние наблюдения, есть данные со спутников...

– Безусловно. Едва ли кто подвергает эти данные сомнению.

– А эти корифеи в целом к какому выводу приходят?

– Что температура будет повышаться до конца нынешнего века.

– Даже если человечество предпримет меры, которые прописаны в Парижском соглашении?

– Там прописана цель: добиться того, чтобы повышение температуры было не больше, чем на 2 градуса по сравнению с доиндустриальной эпохой. А лучше бы на 1,5 градуса, тогда ничего существенно критического бы не произошло.

Но если мир не будет обращать внимания на текущую ситуацию, если повышение составит 5,5-6 градусов, тогда вступят с действие так называемые жесткие сценарии.

«Проблема с пресной водой будет все более обостряться»

– Сплошь природные катастрофы?

– Резкое повышение уровня океана, которое приведет к тому, что будут затоплены побережья; исчезнут ледники в горах (или их уровень поднимется – скажем на Памире, или где-то еще); исчезнут реки, которые имеют ледниковое питание.

Сегодня отчетливо видно, что водность таких рек, как, скажем, Амударья и Сырдарья понижается. В дополнение к природным факторам к их обезвоживанию привело и нерациональное использование их вод человеком. А это, в свою очередь, стало причиной того, что иссыхает Аральское море. И ни одна математическая модель не показывает, что есть шанс на восстановление Арала. Впрочем, есть теория, что Аральское море связано с Каспийским – но это уже геологические версии. Я сейчас говорю о том, что прогнозируют океанологи и метеорологи.

Научный руководитель Гидрометцентра: Важно, чтобы климатология как наука не была политизирована

Аральское море

Другими словами, Арал исчезает, потому что, с одной стороны, этому способствует фактор потепления климата (в котором виноваты и природа, и человек), а с другой – нерациональное использование воды питающих его рек. Вообще, проблема с пресной водой будет все более и более обостряться.

– Кажется, даже на Давосском форуме несколько лет назад ведущие экономисты пришли к выводу, что пресная вода – гораздо более важная субстанция, чем нефть. И что глобальное потепление – вторая по значимости опасность для человечества после оружия массового поражения...

– Именно так. Это было сказано 3 года назад, но на каждом Давосском форуме эти выводы подтверждаются.

По всем расчетам, общая сумма годовых осадков на земном шаре не изменится. Беда в том, что произойдет зональное перераспределение осадков. В умеренных широтах сколько выпадало, столько и будет выпадать, на севере их количество увеличится, а вот на юге – уменьшится. Все это приведет к тому, что и без того засушливые южные районы (где живет большинство населения земли) станут еще более аридными (сухими), и тогда начнутся массовые миграции...

– Вы сказали, что в средних широтах количество осадков не изменится. Но уже сейчас мы видим более обильные и частые дожди, грозы... В этом году у многих садоводов из-за этого погибли урожаи. В нашей стране даже смерч появился, чего раньше не бывало...

– Тут нет спора. За последние четверть века количество опасных явлений в нашей стране увеличилась в два раза. Это же не на 5% и даже не на 10%. В два раза – это на 100%!

Выдающийся ученый Александр Михайлович Обухов произнес замечательную фразу: «В условиях потепления климата природа очень нервничает». Нервозность природы выражается в опасных явлениях. В усилениях ветра, в увеличении повторяемости смерчей и т.д... Ну, когда это было, чтобы в Москве в мае выпало три нормы осадков? Все-таки у нас не тропики.

Действительно, количество очень теплых зим за последнее время, их повторяемость увеличивается. А нормальной погоды становится меньше. Но, как ни парадоксально это звучит, даже в условиях потепления климата вероятность холодных периодов тоже увеличивается.

В Москве – парижская зима

– Такое впечатление, что все смещается географически – взять ту же Москву. Раньше зимы чаще были нормальными – морозные, нередко солнечные. Сейчас – промозглые, тусклые, словно южные...

– Я бы сказал, что мы сейчас все чаще и чаще наблюдаем у нас тусклые парижские зимы. А прошлая зима была не просто западноевропейской, она была южнозападноевропейской – такие зимы обычно наблюдались на юге Испании. И такого в истории еще не было, причем не только за период инструментальных наблюдений.

Как к этому относиться? Чтобы правильно реагировать на изменения, очень важно, чтобы климатология как наука не была политизирована. А вот выводы нужно делать – и политические, и экономические.

Между тем сегодня, увы, еще многие считают, что изменение климата – конспирология, выдуманная ради политических или экономических выгод, что это говорят ученые, которых подкупили какие-то организации... Это совсем не так.

Надо все-таки прислушиваться к мнению ведущих ученых мира и принимать все меры, чтобы предотвратить катастрофу.

– Но ведь климат на Земле меняется не в первый раз. Вон, мамонты жили на севере Якутии (там было тепло), а на юге Европы – оставленные ледниками горы... Может, не такая уж и катастрофа?

– С точки зрения повышения плотности населения на Земле, того, как расположены города и промышленные центры в нынешнем мире, это большая проблема – они ведь в зоне риска.

– И если сегодня закрыть большинство предприятий, запустить во всем мире альтернативную энергетику, спасемся?

– Если абстрагироваться от реалий и допустить, что с завтрашнего дня все человечество прекратило деятельность, которая способствовала бы увеличению концентрации парниковых газов, то только через 30 лет исчезло бы всего лишь 50% существующих парниковых газов антропогенного происхождения.

Существует два реперных фактора, которые влияют на климат: природные изменения, обусловленные динамикой атмосферы, океана, астрономические факторы... 20 тысяч лет назад абсолютно без участия человека произошло оледенение, черты которого вы упомянули.

В общем, за миллиарды лет происходило много чего на Земле, по самым разным причинам. Но вот 150 лет тому назад стартовал период развития промышленности и начал действовать человеческий фактор.

Не углубляясь в очень сложную физику и математику, хочу отметить: большинство ученых приходят к выводу, что антропогенный фактор гораздо более сильно влияет на климат, чем природный. Он стал вторым реперным фактором, который привел к тем изменениям, которые мы наблюдаем сегодня. К сожалению, деятельность человека «двигает» природу лишь по одному вектору – в сторону потепления. Увеличение парниковых газов (образуются в результате любой промышленной деятельности человека) ведет к парниковому эффекту.

Солнечная энергия, отражаясь от подстилающей поверхности, становится ослабленной и уже не может пройти этот слой обратно наверх. Этот слой можно сравнить с пленкой в парнике, поэтому и газы называются парниковыми.

– Вроде бы два года назад все мировые лидеры, в том числе российский, признали: надо стараться предотвратить катастрофу. Что-то изменилось за это время?

– Все государства стремятся к тому, чтобы эмиссия СО2 уменьшалась. Но дальше начинаются расчеты политиков. Например, в Европе лесов мало, а в нашей стране находятся 25% площади всех бориальных лесов планеты. А ведь именно листва деревьев поглощает углекислый газ. Поэтому начинается уже другой счет: может, нам не столь резко понижать выброс парниковых газов, раз у нас природа их так хорошо поглощает? А развивающиеся страны предлагают дать им без помех достичь экономического уровня развитых стран, а затем уже заняться проблемой фильтрации СО2. То есть сталкиваются разные интересы, и это естественно.

Но несмотря на все эти противоречия, все страны все же выполняют решения Парижского соглашения, и это чудо.

Знаете, один из римских философов сказал фразу, которая мне очень нравится: «В тот самый момент, когда умирает последняя надежда, рождается самая последняя». Поэтому давайте не будем пессимистами.

***

Несмотря на тревожные прогнозы ученых, хочется, конечно, поддерживать в себе уверенность, что изменения климата не будут разрушительны для стран и людей. Ведь дальше в этом мире жить нашим детям и внукам. Неужели находиться на планете Земля будет все страшнее и страшнее? Наверное, да. Но мы никуда не сможет деться с нее, верно? И поэтому, оставив решение глобальных проблем тем, кто уполномочен и в компетенции, стоит, думается, в дополнение к большим усилиям и каждому обратить внимание хотя бы на свое экологическое поведение. Аккуратно обращаться с мусором, бережливо относиться к воде и электроэнергии, убирать за своим домашним питомцем на улице ожидаемые «кучки» и т.д. Может от таких действий природе будет хоть немного полегче?

Ссылка: https://moi-goda.ru/o-chem-sporyat/nauchniy-rukovoditel-gidromettsentra-vazhno-chtobi-nauka-o-klimate-bila-vne-politiki

Хлорфторуглероды (ХФУ) и другие галокарбоны давно известны тем, что вызывают появление озоновой дыры над Антарктикой, но многие из них также являются мощными парниковыми газами.

Спустя почти 100 лет после того, как ХФУ-12 (CF₂Cl₂, дихлордифторметан) был впервые коммерциализирован для использования в холодильных установках и установках для кондиционирования воздуха, и через несколько десятилетий после того, как его мировое производство было по существу прекращено, этот ХФУ по-прежнему вносит значительный вклад в потепление климата. Но насколько вредны для климата галокарбоны и их многочисленные газы-заменители? В недавней статье в Reviews of Geophysics сравнивается и количественно оценивается вклад сотен галокарбонов и родственных соединений этих газов в радиационный форсинг. Здесь предоставлена обновлённая информация об истории и важности галокарбонов для климата и окружающей среды.

Что такое галокарбоны и откуда они берутся?

Галокарбоны включают широкий спектр газов. Это соединения, содержащие только углерод и один или несколько галогенов, таких как фтор, хлор и бром. Галокарбоны - это в основном химические вещества, созданные руками человека, и за последнее столетие они использовались для многих целей, включая растворители, средства пожаротушения и хладагенты.

До 1930-х годов холодильники и системы кондиционирования воздуха использовались в основном в промышленности и использовали в качестве хладагентов ядовитые и токсичные газы, такие как NH₃, CH₃Cl и SO₂. Однако было признано, что для широкого использования в домашних условиях необходимы более безопасные хладагенты.

Томас Мидгли (Thomas Midgley), работавший в Frigidaire Corporation, дочерней компании General Motors, разработал ХФУ-12 в качестве хладагента, который был не только нетоксичным и негорючим, но также не имел запаха, вкуса, цвета, был химически инертен и недорогим!
ХФУ-12 быстро стал использоваться в холодильной промышленности и в сфере кондиционирования воздуха и нашёл много других применений, в частности, в качестве аэрозольного пропеллента и пенообразователя.

К началу 1970-х годов мировое производство ХФУ-12 экспоненциально выросло до более 400 тыс. т / год.

К сожалению, тогда, до середины 1970-х, ничего не было известно об экологических проблемах, связанных с выбросами ХФУ-12 и других ХФУ.
Воздействие на окружающую среду было признано в Монреальском протоколе по веществам, разрушающим озоновый слой (1987 г.), и в результате к 1990-м годам глобальное производство было практически прекращено. Однако ХФУ-12 по-прежнему остается самым распространённым галокарбоном в атмосфере.

Какое влияние на климат оказывают галоларбоны?

Наиболее широко известная проблема, связанная с выбросами галокарбонов, - это их способность разрушать стратосферный озон.

Озоновый слой защищает нас от опасного ультрафиолетового излучения Солнца, а истощение озонового слоя может привести к вредным последствиям, повышенному риску рака кожи, а также изменению климата.

Открытие, сделанное в 1970-х годах, что хлор- и бромсодержащие галокарбоны вызывают истощение озонового слоя, привело к присуждению Нобелевской премии по химии 1995 года Полу Крутцену, Марио Молине и Шервуду Роуленду (Paul Crutzen, Mario Molina, and Sherwood Rowland).

Однако еще одна серьёзная проблема, связанная с выбросами галокарбонов, заключается в том, что многие из них являются мощными парниковыми газами. Некоторые из них остаются в атмосфере в течение десятилетий и в тысячи раз более эффективны (на один килограмм выбросов) для нагрева Земли, чем CO2, хотя выбросы CO2 в результате деятельности человека намного больше, чем выбросы галокарбонов.

Хотя ХФУ в основном были заменены газами с низким или нулевым озоноразрушающим потенциалом, такими как гидрохлорфторуглероды (ГХФУ) или гидрофторуглероды (ГФУ), многие из замещающих газов также являются сильными парниковыми газами.

Можно ли количественно оценить вклад галокарбонов в глобальное потепление?

Воздействие парникового газа на климатическую систему Земли обычно количественно определяется с точки зрения его радиационного воздействия (форсинга), представляющего собой суммарное изменение энергетического баланса Земли, вызванное изменением концентрации газа в атмосфере.

Принимая во внимание исторические изменения в содержании различных газов в атмосфере, обнаруживается, что современный радиационный форсинг галокарбонов и родственных соединений составляет около 18% от текущего форсинга CO2.

 

Однако, чтобы иметь возможность сравнивать эффективность парниковых газов, радиационный форсинг необходимо рассчитывать при небольшом увеличении его концентрации в атмосфере. В вышеупомянутой статье расчёт этой так называемой радиационной эффективности был расширен примерно до 600 различных газов, включая многие галокарбоны.

Были разработаны различные метрики, также учитывающие время жизни газа в атмосфере и сравнивающие влияние выбросов различных газов на климат.

Наиболее часто используемый показатель в политических нормах, хотя и является предметом дискуссий, - это потенциал глобального потепления (ПГП) на 100-летний период времени. Значения ПГП приводятся и регулярно обновляются во всех оценочных отчётах МГЭИК с момента их первого отчёта в 1990 году, а также в научных оценках разрушения озонового слоя ВМО.

 

Например, 100-летнее значение ПГП (GWP) для ХФУ-12 составляет почти 12000, из чего следует, что в рамках этой метрики ХФУ-12 оказывает влияние на климат почти в 12000 раз большее, чем CO2 на килограмм выбрасываемого газа.

Какие изменения могли бы внести политики, чтобы уменьшить воздействие галокарбонов на климат?

Во-первых, надо сказать, что многое уже сделано. Монреальский протокол имел большой успех, поскольку он привел к поэтапному отказу от ХФУ и других озоноразрушающих газов. Как следствие, озоновый слой начал медленно восстанавливаться. Интересно, что Монреальский протокол принес больше пользы для климата, чем Киотский протокол, который был разработан для ослабления глобального потепления.

Одной из основных проблем в настоящее время является рост концентраций некоторых замещающих соединений с высокими значениями ПГП, таких как некоторые ГФУ. Кигалийская поправка 2016 г. к Монреальскому протоколу включает меры контроля за выбросами ГФУ, но, учитывая большое число газов и постоянную разработку новых соединений, директивные органы должны обеспечить тщательный мониторинг атмосферных концентраций важных газов и принятие эффективных мер, чтобы ограничить выбросы сильных парниковых газов. Хорошая сеть наблюдений важна для обнаружения и понимания любого неожиданного увеличения выбросов запрещенных соединений, такого как недавние выбросы ХФУ-11 из Китая, способные привести к дополнительному потеплению и задержке восстановления озонового слоя.

Также важно подчеркнуть, что эти газы влияют на климат только в том случае, если они утекают из системы, в которой они используются (например, из холодильных установок и установок кондиционирования воздуха в автомобилях и зданиях), либо во время их использования, либо после вывода из эксплуатации. Таким образом, лица, определяющие политику, и производители могут работать вместе, чтобы минимизировать утечку и улавливать газы в конце срока службы продукта.

Какие из нерешенных вопросов требуют дополнительных исследований, данных или моделирования?

Одна из потребностей в дополнительных исследованиях - это достижение лучшего понимания, как галокарбоны влияют на различные части климатической системы. Новое определение радиационного форсинга, называемое «эффективный радиационный форсинг» (ERF), включает так называемые быстрые корректировки - быстрые изменения, например, в температуре атмосферы, водяном паре и облачности.

Количественная оценка этих процессов и, следовательно, ERF, позволяет лучше понять, как газ влияет на температуру поверхности. Проблема заключается в том, что ERF требует дорогостоящих вычислений для каждого газа с использованием глобальных климатических моделей, но аналогичные количественные оценки недавно были сделаны для других основных факторов климата, таких как CO2 и метан.

Другая проблема заключается в том, что для многих газов отсутствуют лабораторные измерения характеристик поглощения газа, являющиеся ключевыми данными для расчётов радиационного форсинга. Хотя вычислительные методы определения характеристик поглощения существуют и иногда предоставляются для сотен газов, они имеют гораздо большую неопределённость, чем традиционные лабораторные измерения. Необходимы исследования для повышения точности вычислительных методов и расширения и уточнения базы данных лабораторных измерений.

Ссылка: https://eos.org/editors-vox/halocarbons-what-are-they-and-why-are-they-important