Россия может сократить объем выбросов парниковых газов, сохраняя ведущую роль в добыче углеводородов. Такое мнение выразил в интервью агентству Energy Intelligence, опубликованном в четверг, специальный представитель президента РФ по вопросам климата Руслан Эдельгериев.

«Несмотря на необходимость плавного перехода на низкоуглеродную экономику, в краткосрочной и среднесрочной перспективе Россия сохранит ведущую роль в добыче нефти и газа», - сказал он, отметив, что в РФ имеется большой потенциал для дальнейшего сокращения выбросов углекислого газа «путем повышения энергоэффективности, без необходимости массового отказа от нефтегазового сектора».

Эдельгериев добавил, что «резкий и повсеместный переход на возобновляемые источники энергии пока невозможен».

«В долгосрочной перспективе нефтегазовый сектор будет играть значительно меньшую роль в экономике страны, - подчеркнул представитель президента. - До этого момента нам нужно создавать замену для него и увеличивать число рабочих мест в других сферах экономики, в том числе низкоуглеродных».

Как сообщал в середине июля министр экономического развития РФ Максим Решетников в ходе Политического форума высокого уровня по устойчивому развитию под эгидой ООН, Россия выполнила задачу по снижению объема выбросов парникового газа до уровня не более 70% от значений 1990 года.

По его словам, правительством уже реализуется национальный план адаптации к изменениям климата, с экспертами и бизнесом проходит обсуждение проекта стратегии низкоуглеродного развития до 2050 года. Министр также отметил, что потребление угля и нефтепродуктов в России снижается, а абсолютным лидером по темпам роста в последние годы является сектор ветряной и солнечной энергетики.

Ссылка: https://www.finanz.ru/novosti/aktsii/rossiya-mozhet-snizit-vybrosy-co2-pri-liderstve-v-energodobyche-predstavitel-prezidenta-1029519156

В исследовании, опубликованном на этой неделе в Earth System Dynamics, говорится, что наиболее чувствительные климатические модели переоценивают глобальное потепление за последние 50 лет.

Трое учёных из Университета Эксетера изучили результаты сложных климатических моделей и сравнили их с данными наблюдений за температурой с 1970-х годов.

Недавние разработки в моделировании облачности позволили создать модели, которые отражают очень большую чувствительность к повышению концентрации парниковых газов.

Согласно оценкам некоторых моделей, удвоение выбросов CO2 может привести к потеплению более чем на 5°C, что поставило под сомнение возможность достижения целей Парижского соглашения, даже если страны сделают всё, что в их силах.

Ведущий автор исследования, Фемке Нейссе (Femke Nijsse) из Университета Эксетера сказала: «При оценке моделей климата мы смогли использовать тот факт, что благодаря регулированию очистки, загрязнение воздуха в виде охлаждающих климат аэрозолей перестало увеличиваться во всём мире, это позволило выбросам парниковых газов преобладать в наблюдаемом сегодня потеплении".

Повышение температуры, вызванное удвоением концентрации CO2 в атмосфере, называется равновесной чувствительностью климата.

Исследование показало, что на основе климатических моделей последнего поколения равновесная чувствительность климата, вероятно, составляет от 1,9 до 3,4°C.

Соавтор Марк Уильямсон (Mark Williamson) из Института глобальных систем в Эксетере добавил: «Глобальное потепление с 1970 года также даёт ещё более чёткое представление о темпах изменения климата в будущем. Мы находим вероятный диапазон «переходной климатической реакции» в 1,3–2,1°C, независимо от того, используем ли мы последние модели или модели предыдущего поколения».

Новое исследование - лишь одна часть головоломки.

В недавней обзорной статье было обнаружено, что низкие оценки чувствительности климата можно исключить, потому что они, как правило, не согласуются с изменениями климата в прошлом Земли.

Соавтор профессор Питер Кокс (Peter Cox) объясняет важность этих выводов: «Приятно видеть, что в настоящее время исследования сходятся в диапазоне равновесной чувствительности климата и что можно исключить как высокие, так и низкие значения. Более сорока лет учёные-климатологи пытались определить эту величину, и, похоже, мы наконец приближаемся к желаемому результату».

Ссылка: https://phys.org/news/2020-08-global-trends-inconsistent-high-climate.html

С учётом важности снега для глобальной продовольственной, водной и энергетической безопасности характеристика дефицита снега (снежной засухи) в условиях меняющегося климата критически важна, но плохо определена. Авторы выявляют горячие точки снежной засухи и определяют, как продолжительность и интенсивность засухи меняются в глобальном масштабе. Они показывают, что восточная часть России, Европа и запад Соединённых Штатов испытали более длительные и более интенсивные снежные засухи во второй половине периода с 1980 по 2018 год. В этот период засухи стали менее интенсивными над Гиндукушем, Гималаями, внетропическими Андами и регионами Патагонии. Природные и антропогенные факторы (например, атмосферная циркуляция, движение полярных вихрей и потепление в Арктике), вероятно, способствуют возникновению снежных засух. Авторы призывают сообщество продолжить изучение сложных физических факторов, вызывающих снежную засуху.

Снег играет фундаментальную роль в глобальных водных ресурсах, климате и биогеохимических процессах; однако в настоящее время нет оценок глобальной засухи. Изменения продолжительности и интенсивности засух могут существенно повлиять на экосистемы, продовольственную и водную безопасность, сельское хозяйство, гидроэнергетику и социально-экономическое состояние региона. Авторы охарактеризовали продолжительность и интенсивность снежных засух (дефицита водного эквивалента снега) во всём мире и различия в их распределении за период с 1980 по 2018 год. Они обнаружили, что снежные засухи стали более распространёнными, усилились и стали более продолжительными на западе США. Восточная Россия, Европа и западный регион США стали горячими точками для снежных засух, продолжительность которых во второй половине 1980–2018 годов увеличилась на 2, 16 и 28% соответственно. Во второй половине этого интервала в упомянутых регионах с большей вероятностью наличествовали снежные засухи с интенсивностью, превышающей среднюю интенсивность в первую половину периода на 3, 4 и 15%. Однако в Гиндукуше и Центральной Азии, внетропических Андах, больших Гималаях и Патагонии произошло сокращение средней продолжительности снежной засухи (на -4, -7, -8 и -16% соответственно). Хотя авторы не пытались разделить природные и антропогенные воздействия с помощью подробного анализа, они обсуждают некоторые соответствующие физические процессы (например, усиление в Арктике и движение полярных вихрей), которые, вероятно, способствуют наблюдаемым изменениям характеристик снежной засухи. Авторы также демонстрируют, как их система может способствовать мониторингу и оценке засухи, исследуя два дефицита снега, которые создали серьёзные социально-экономические проблемы в Западных Штатах (2014/2015) и Афганистане (2017/2018).

Ссылка: https://www.pnas.org/content/117/33/19753

Новое исследование показало, что более 50% мирового океана уже могут быть затронуты изменением климата, и в ближайшие десятилетия эта цифра вырастет до 80%.

Учёные использовали климатические модели и наблюдения в более глубоких районах океана во всём мире, чтобы впервые вычислить точку, в которой изменения температуры и уровня солёности - хорошие индикаторы воздействия изменения климата, вызванного деятельностью человека, - будут преобладать над естественными колебаниями.

По оценкам исследования, опубликованного в журнале Nature Climate Change, в 20-55% площади Атлантического, Тихого и Индийского океанов в настоящее время заметно различаются температура и уровень солёности, а к середине века этот показатель вырастет до 40-60% и до 55-80% к 2080 году.

Также было обнаружено, что влияние климатических изменений на океаны в Южном полушарии происходит быстрее, чем в Северное полушарии, причём изменения там можно было выявить ещё с 1980-х годов.

Профессор Эрик Гильярди (Eric Guilyardi) из Университета Рединга и LOCEAN-IPSL, Лаборатории океанографии и климата в Париже сказал: «Мы отмечаем изменение температуры океана на поверхности из-за изменения климата уже в течение нескольких десятилетий, но изменения в обширных областях океана, особенно более глубоких, обнаружить гораздо сложнее ".

Йона Сильви (Yona Silvy), докторант LOCEAN-IPSL / Университета Сорбонны и ведущий автор исследования, рассказала: «Нас интересовало, были ли уровни температуры и солёности достаточно высокими, чтобы преодолеть естественную изменчивость в этих более глубоких областях, то есть поднимались ли они или опускались выше, чем когда-либо во время обычных взлётов и падений. Это влияет на глобальную циркуляцию океана, повышение уровня моря и представляет угрозу для человеческого общества и экосистем».

Предыдущие исследования оценивали влияние изменения климата на океан, исходя из температуры поверхности, количества осадков и повышения уровня моря, но лишь немногие изучали региональные эффекты в глубинном океане, чтобы получить более полную картину.

Последствия изменения климата труднее обнаружить в более глубоких и изолированных частях океана, где тепло и солёность распространяются медленнее из-за более слабых процессов перемешивания. Это также сложно в районах, где производится мало наблюдений или где естественная изменчивость высока.

Йона Сильви и её соавторы использовали моделирование с учётом и без учёта влияния деятельности человека, а также анализ, объединяющий температуру и солёность океана, чтобы обнаружить значительные изменения и дату их вероятного обнаружения, также известную как «время появления». Тем не менее, такие регионы сохраняют память об этих изменениях на протяжении десятилетий или столетий.

Обнаружение изменений, оказавшихся выше уровня естественной изменчивости в океанах Северного полушария в период 2010-2030 гг., означает, что повышение или снижение температуры и уровня солёности, вероятно, уже произошло.

Более быстрые и более ранние изменения, наблюдаемые в Южном полушарии, подчёркивают важность Южного океана как глобального аккумулятора тепла и углерода, поскольку поверхностные воды там легче опускаются на глубину. Тем не менее, эта часть Мирового океана особенно плохо отслеживается, а это означает, что изменения, вероятно, останутся незамеченными в течение более длительного времени.

Учёные утверждают, что улучшение наблюдений за океаном и увеличение инвестиций в моделирование океана необходимы для отслеживания степени воздействия изменения климата на Мировой океан и более точного прогнозирования широкого эффекта, которое оно может иметь на планету.

Ссылка: https://phys.org/news/2020-08-world-oceans-affected-climate.html

Как наблюдения, так и моделирование климата показали, что окраины тропиков и связанной с ними субтропической климатической зоны смещаются в сторону более высоких широт в условиях изменения климата. Однако лежащий в основе динамический механизм, стимулирующий это явление, озадачивающее научное сообщество уже более десяти лет, до сих пор не совсем ясен. В ряде исследований доказывается, что атмосферные процессы в отсутствие динамики океана приводят к расширению тропической зоны. Например, предполагается, что увеличение выбросов парниковых газов, уменьшение содержания озона и увеличение количества аэрозолей являются доминирующими факторами, способствующими расширению зоны тропиков. Однако эти исследования в основном основаны на моделировании, а наблюдения показывают гораздо более сложную эволюцию такого расширения. Изучая ширину тропического пояса по отдельности над каждым океаническим бассейном, в этом исследовании авторы обнаружили, что ширина тропического пояса тесно связана со смещением меридиональных градиентов температуры в средних широтах океана. При глобальном потеплении, как реакции первого порядка, субтропическая зона конвергенции испытывает большее потепление поверхности из-за фоновой конвергенции поверхностных вод. Такое потепление вызывает сдвиг океанических меридиональных градиентов температуры в средних широтах к полюсам и стимулирует расширение тропического пояса.

Множество свидетельств указывает на то, что зона тропиков расширяется. Несмотря на многочисленные попытки выяснить причину, лежащий в основе динамический механизм, приводящий к такому расширению, всё ещё не совсем ясен. Здесь, на основе наблюдений, моделирования в рамках Проекта взаимного сравнения моделей CMIP5 и специально разработанных численных экспериментов исследуются изменения и тенденции ширины тропической зоны с региональной точки зрения. Авторы обнаружили, что ширина тропического пояса точно соответствует смещению меридиональных градиентов температуры в средних широтах океана. При глобальном потеплении, как реакции первого порядка, субтропический океан испытывает большее потепление поверхности из-за средней экмановской конвергенции аномально тёплой воды. Усиленное субтропическое потепление, которое частично не зависит от естественных климатических колебаний, таких как Тихоокеанская десятилетняя осцилляция, приводит к продвижению меридиональных градиентов температуры в средних широтах к полюсу и стимулирует расширение тропического пояса. Представленные результаты, подкреплённые как наблюдениями, так и моделированием, предполагают, что глобальное потепление, возможно, уже внесло значительный вклад в продолжающееся расширение зоны тропиков, особенно в Южном полушарии, где океан доминирует.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020JD033158

Временные ряды радиационного форсинга RF от общего содержания озона с 1850 года до наших дней рассчитываются на основе исторических имитаций озона десятью климатическими моделями, участвующими в Проекте взаимного сравнения моделей CMIP6. Кроме того, RF рассчитывается для полей озона, подготовленных в качестве входных данных для моделей CMIP6 без химических схем и на основе вычислений с помощью транспортно-химических моделей. Радиационная схема ​​для озона построена и используется для получения RF. RF для озона в 2010 г. (2005–2014 гг.) по сравнению с 1850 г. составляет 0,35 Вт / кв. м. [0,08–0,61] (диапазон неопределённости 5–95%) по расчётам моделей, учитывающих химические превращения в тропосфере и стратосфере. Одна из этих моделей имеет отрицательное значение RF для современного суммарного озона. При исключении этой модели, современный RF озона увеличивается до 0,39 Вт / кв. м. [0,27–0,51] (диапазон неопределённости 5–95%). По оценкам остальных моделей RF близок к временным рядам RF (или превышает их), представленных Межправительственной группой экспертов по изменению климата в пятом оценочном отчёте, причем основным фактором, вероятно, являются выбросы новых прекурсоров озона, использованные в CMIP6. Быстрое приспособление температуры за пределами стратосферы оценивается как слабое, и, таким образом, RF является хорошей мерой эффективного радиационного воздействия.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-020-00131-0.pdf

Американские ученые выяснили, что в последние годы Гренландский ледяной щит стал в среднем терять массу быстрее, чем наращивать ее, сообщается в журнале Nature Communications Earth and Environment. Это связано с глобальным изменения климата, а ученые отмечают, что даже если бы оно остановилось, масса льда в Гренландии продолжила бы еще некоторое время сокращаться.

Гренландский ледяной щит почти полностью покрывает остров и простирается на 1,7 миллиона квадратных километров. Он содержит почти три миллиона кубических километров льда: если бы весь этот лед растаял, уровень океана поднялся бы более чем на семь метров. Глобальное изменение климата приводит к усилению таяния гренландского ледяного щита: в 2019 году он потерял рекордные за всю историю измерений 600 миллиардов тонн. Поскольку это ведет к росту уровня Мирового океана, ученые пытаются оценить темпы таяния и наращивания ледяной массы, чтобы лучше спрогнозировать, что ждет человечество в ближайшем будущем.

Каждый год Гренландский ледяной щит теряет массу с поверхностным стоком талых вод, а затем восполняет ее за счет снегопада (разница между этими процессами выражается в виде поверхностного баланса массы Гренландского ледяного щита). Климатолог Микаэла Д. Кинг (Michaela D. King) из Университета штата Огайо вместе с коллегами рассмотрела, как менялось количество льда по краям ледяного щита: при таянии оно убегает в океан и восполняется при падении снега. Используя спутниковые снимки и полученные другими исследователями данные, авторы оценили, сколько льда растаяло или откололось в виде айсбергов за последние 30 лет, а также насколько интенсивными были снегопады в те годы.

Выяснилось, что с 1985 по 1999 год накопленный снег и растаявший лед в целом находились в равновесии. В этот период ледяной щит в среднем терял около 450 миллиардов тонн льда ежегодно: это восполнялось снегопадами. Однако, начиная с 2000-х, количество льда, теряемого Гренландским ледяным щитом, начало стабильно увеличиваться, и уже в 2017–2018 году среднегодовой показатель достиг 500 миллиардов тонн, что на 17 процентов больше среднего значения в 1980-е годы. При этом количество выпавшего снега за последнее десятилетие не стало увеличиваться с той же скоростью, что означает, что ледяной щит теряет лед быстрее, чем восстанавливается.

Среднегодовая потеря массы гренландским ледником в течение последних десятилетий. Michalea D. King et al / Communications Earth & Environment, 2020

До 2000 года Гренландский ледник мог с одинаковой вероятностью набрать или потерять массу в течение года. Однако в нынешних климатических условиях, отмечают ученые, ледяной щит сможет набирать массу только раз в сто лет. Также авторы работы говорят о том, что даже если бы глобальное изменение климата, наблюдаемое сегодня, резко остановилось, еще некоторое время масса ледяного щита продолжила бы сокращаться.

Однако важно отметить, что общая тенденция к увеличению потери льда — это сочетание различных региональных и даже индивидуальных особенностей входящих в состав щита ледников, которые, вероятно, испытывают разное воздействие со стороны океана и атмосферы. Поэтому для того, чтобы лучше предсказать, как будет развиваться ситуация в будущем, ученым необходимо больше информации о текущих процессах.

Ранее ученые показали, что за десять лет скорость таяния ледяного щита Гренландии увеличилась в четыре раза. Экологи связывают это с ускоряющимся потеплением в атмосфере, причем большая часть потерь льда приходится на юго-запад Гренландии.

Ссылка: https://nplus1.ru/news/2020/08/14/warming-greenland-ice-sheet-passes-point-of-no-ret

Вечной мерзлотой покрыто 65% территории России, все строительство в Арктике, Сибири и на Дальнем Востоке велось в буквальном смысле с опорой на нее. Однако в последние годы ее надежность в связи с изменением климата стала подвергаться сомнению. Недавно начавшаяся Большая норильская экспедиция Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) одной из своих задач ставит проверку на прочность сооружений и земли под ними. О том, насколько связаны с таянием подземного льда разлив топлива на ТЭЦ в Норильске и разрушения зданий последнего времени, о потерях суши в Северном Ледовитом океане и о возрасте вечной мерзлоты в интервью ТАСС рассказал директор Института мерзлотоведения имени П.И. Мельникова СО РАН Михаил Железняк.

— Какие задачи ставит перед собой институт в начавшейся экспедиции?

— В экспедиции задача Института мерзлотоведения дать характеристику и оценку состояния сезонных и многолетнемерзлых пород на территории расположения инженерных объектов, зоне разлива нефтепродуктов и на территории, не подверженной загрязнению. На основании материалов, которые мы получим в ходе полевых исследований, посмотрим, как изменились мерзлотные условия. При наличии материалов инженерно-геологических изысканий и выполненных исследований постараемся дать свое видение причин случившейся аварии.

— Как будут выглядеть полевые работы? Где собираетесь брать пробы?

— От нашего института в экспедиции участвуют двое исследователей. Проведем буровые работы, температурные наблюдения в скважинах, выполним маршрутные наблюдения, отбор проб во время бурения, охарактеризуем криогенные процессы. Нужно оценить глубину сезонного протаивания и температуру пород на фоновых участках и на месте расположения аварийного сооружения.

— Сегодня какими данными располагает институт о вечной мерзлоте в Норильске? Когда такие исследования проводились там в последний раз?

— У нашего института есть мерзлотная станция в Игарке, это не так далеко. В последний раз наши коллеги работали в Норильске три года назад. Я в 1980-х годах работал в регионе, занимаясь исследованием мерзлотно-геотермических условий. В 1990-х годах в Норильске была лаборатория Института мерзлотоведения, которая занималась устойчивостью инженерных сооружений. В 2007 и 2013 годах приезжал в Норильск, мы с городскими властями обсуждали проблемы устойчивости жилых домов. В общем, мерзлотные условия нам знакомы.

— Сразу после аварии высказывались предположения, что в аварии виновато таяние вечной мерзлоты. Вы согласны с такой предварительной оценкой?

— Не могу сказать, пока мы не получим материалы. Ведь аварии случались и раньше, когда не было такого потепления в Арктике. Причины могут быть разные. Необходимо посмотреть мерзлотно-грунтовые условия, наличие в них подземных льдов. Потому что если грунты не льдонасыщены и не просадочны, то причина аварии могла быть совершенно другой, например, в состоянии материалов конструкций. Сегодня говорят, что причиной могло стать таяние мерзлоты, разрушение бетонного основания, лопнувшая емкость от сейсмических колебаний, которые раскачали жидкость в хранилище, и так далее. Но это все версии. Нужно разобраться в причинах, и это реально можно сделать.

— Какова ситуация с вечной мерзлотой в России? Насколько сильно она тает и уменьшается в последние десятилетия?

— Идут климатические изменения, которые мы все чувствуем, и даже изменения среднегодовых температур воздуха — это один из показателей, но не единственный, который говорит, что для района Норильска, Таймыра за последние 40 лет температура повысилась на полтора градуса. А вообще, в России есть регионы, где среднегодовая температура выросла за этот период на три градуса. Конечно, это оказывает влияние и на грунтовые условия. С другой стороны, существует принцип Ле Шателье — Брауна, и природная среда откликается на внешние воздействия. То есть если пошло повышение температуры, то идут изменения и поверхностных условий теплообмена. Эта реакция не везде одинаковая, она зависит от ландшафтных условий. Например, в центральной Якутии пошли интенсивные просадки на открытых, без леса, участках развития пород ледового комплекса, близко залегающих к поверхности. В лесных массивах эти явления незначительны или не наблюдаются. То есть реакция на изменение климата совершенно различная, хотя она, несомненно, есть. Где-то она слабая, а где-то за 40 лет ее и вовсе не видно. Большое влияние на состояние мерзлых грунтов оказывает снежный покров, режим его накопления.

— Насколько сократилась площадь вечной мерзлоты в России за последние десятилетия?

— Точную оценку я затруднюсь сказать, потому что в разных районах мерзлота отступает по-разному. Мы вообще-то нечетко знаем наши южные границы мерзлоты. В целом мерзлота занимает 65% территории России. Я считаю, что в южных регионах криолитозоны она исчезла на 2–3% территории, не больше. На значительных территориях увеличился верхний слой летнего протаивания, но ниже залегает мерзлая толща, она не исчезла.

— Есть ли такие местности в России, где нет таяния вечной мерзлоты и изменение климата там не чувствуется?

— В центральной Якутии, в некоторых ландшафтных зонах, в определенных лесных сообществах температура воздуха повышается, изменяются растительные сообщества, а реакции увеличения глубины сезонного протаивания или повышения температуры пород не наблюдается.

— Почему?

— Один раз в три-четыре года бывают такие зимы, когда снег, который является хорошим теплоизолятором, выпадает значительно позже. Низкие температуры воздуха, отсутствие или небольшая мощность снежного покрова способствует охлаждению грунтов в этот период.

Есть особые области в Верхоянском районе Якутии, где за последние восемь лет в верхнем пятиметровом слое земли наблюдается даже понижение температуры на две десятых градуса. Причем это явление отмечено не в одной точке, а на десяти разных участках рельефа. Это зафиксировано нашими автоматическими станциями, которые определяют температуру четыре раза в сутки и за год накапливают 1600 измерений. Это позволяет оценить температурные условия в различные сезоны года.

— Сколько у вас таких наблюдательных станций?

— Подобных наблюдательных станций или участков в Восточной Сибири, где постоянно ведутся измерения, около 60. Однако они не имеют равномерного площадного распределения и не охватывают все ландшафтные условия. Сегодня разрабатывается программа по созданию системы мониторинга в Арктике, и я надеюсь, что Министерство по развитию Дальнего Востока ее поддержит. Если разместить 70 точек равномерно во всех ландшафтных зонах, то получится хорошая наблюдательная сеть.

— Когда рассчитываете на принятие программы?

— Программа должна быть передана в правительство в декабре 2020 года. Дальше будет решаться вопрос, кто ее будет осуществлять, бурить, наблюдать. Планируется, что это будет государственная сеть. Вопрос, в чьем ведении? Недропользователей, экологов, геологов, метеорологов? Я думаю, что на создание системы наблюдений во всей зоне вечной мерзлоты уйдет лет десять.

То, что есть у нас, это научные станции, которые ставятся для решения какой-то задачи, часто для перспективных месторождений полезных ископаемых. Однако не все недропользователи готовы или позволяют на их территориях создавать подобные наблюдательные площадки. Мы участвуем в научных грантах и, если выигрываем, используем финансы для закупки оборудования и создания площадок наблюдений. В бюджете у науки сегодня нет финансов на создание нормальных станций.

— Есть ли места, где толщина слоя мерзлоты сократилась и уже не позволяет держать строительные сваи?

— Конечно, есть такие примеры, например в Забайкалье, в Чите. Там были фундаменты, запроектированные на мерзлые грунты. В настоящее время на некоторых территориях эта мерзлота деградировала. Но если говорить честно и откровенно, то большее влияние на устойчивость зданий и сооружений оказывает не мерзлота, а условия эксплуатации. Возведение инженерных сооружений создает специфическую природно-техническую систему. Если, например, в Якутске среднегодовая температура грунтов сейчас составляет около 2,5–3 градусов, то под правильно функционирующими проветриваемыми подпольями домов на сваях температура грунта составляет минус 3,5–4 градуса. То есть само правильно функционирующее проветриваемое подполье является инженерной охлаждающей системой.

Что касается Норильска, то там другие условия. Проветриваемые подполья работают неэффективно вследствие значительного снегонакопления, которое не позволяет в зимний период циркулировать холодному воздуху под зданием.

— Повышение среднегодовой температуры и таяние мерзлоты требуют изменения строительных правил и нормативов?

— Современное изменение климатических условий для ряда регионов, в том числе для Якутска, не несет катастрофических последствий, если эти инженерные системы нормально эксплуатируются и обеспечены контролем состояния грунтового основания. Здания и сооружения проектируются на определенный срок службы. Например, каменный жилой дом — на 50–70 лет. Если существует система нормального контроля за инженерным сооружением, то в случае изменения контролирующих параметров можно провести превентивные защитные мероприятия, которые позволят на какой-то период сохранить условия эксплуатации. Но, к сожалению, часто такой контроль отсутствует. Например, в средствах массовой информации освещается, что в Якутске разрушился дом из-за таяния мерзлоты. На самом деле причина этому разрушению другая — бесхозяйственность, которая связана с неправильной эксплуатацией проветриваемого подполья (летом идет скопление воды, зимой — формирование наледей) и, как следствие, разрушение несущих конструкций. Часто основания некоторых домов находятся в понижении между поднятыми вокруг основаниями других сооружений, формируется ложбина стока, к тому же плохо проветриваемая летом, и в этих условиях формируется таликовая зона. Повышенная влажность под этими сооружениями влияет на конструкции, сваи, балки, которые разрушаются, перестают нести запланированные нагрузки, — происходит обрушение. Мерзлота — "консервативная среда" и позволяет иметь время на раздумья, если мы контролируем происходящее, а не ждем, пока здание разрушится. Трагедии из таяния вечной мерзлоты делать не нужно, надо следить за сооружениями.

— Как вы оцениваете изношенность инфраструктуры на Крайнем Севере?

— Наверное, это лучше сделают службы, которые следят за износом. Я знаю разные цифры, которые называют профессиональные люди. Они считают, что изношенность зданий и сооружений достигла порядка 60%. Кто-то считает, что изношенность выше. Лучше оценивать конкретно город или поселок. Изношенность зависит от правил эксплуатации и устаревания зданий. Ведь каждое здание проектируется на определенный период. Какие-то здания могут существовать и полтора срока, отводимого на их эксплуатацию. Это связано с правильными условиями эксплуатации.

— Появились ли в строительстве новые материалы и технологии, которым не страшно таяние мерзлоты?

— Есть новые материалы и разработки новых конструкций свай. Начали применять рифленые сваи, имеющие большую площадь смерзания с грунтом при той же глубине заложения, что и гладкие сваи, широко применяются различные теплоизолирующие материалы. Совершенно очевидно, что нельзя одну и ту же конструкцию применять для всего Крайнего Севера, ведь климатические и грунтовые условия различные. Это учитывается в проектных решениях для каждой территории. Сегодня строят многоэтажные дома. Если в Якутске 40 лет назад десятиметровые сваи считались глубокими, то сейчас сваи заглубляют на 15–16 м, что зависит от нагрузки. Создавая запас прочности, увеличивая площадь смерзания у висячих свай, мы уходим от опасности разрушения зданий. Одна из серьезных проблем строительства на Севере — это, конечно же, бетон, который от значительных колебаний температуры начинает крошиться. В сваях и других железобетонных конструкциях обнажается железная арматура, которая начинает ржаветь, что, в свою очередь, приводит к их разрушению. Сегодня появляются и разрабатываются новые марки бетона. В дорожном строительстве начинают применять пластификаторы и добавки, которые позволяют выдерживать суровые условия с большими амплитудами температуры.

— Насколько мерзлота является вечной? Есть ли оценки ее возраста?

— Для человека ее возраст сопоставим с вечностью. Есть участки, где мерзлота не оттаивала почти 2 млн лет. Это Колымская низменность на севере Якутии. Мощность ее там 500–600 м. В периоды потепления она протаивала сверху и снизу, но в серединной части сохранилась более 1,9 млн лет.

— Насколько опасно таяние вечной мерзлоты для побережья Северного Ледовитого океана, где берег, разрушаясь, отступает? Сколько земли теряет наша страна?

— Сотрудники нашего института ведут наблюдения за мерзлотой в шельфовой зоне Северного Ледовитого океана и за береговыми процессами. Скорости отступания берегов составляют от одного-двух до 30 м в год и зависят от структуры берега. Средняя скорость отступания берегов морей Лаптева и Восточно-Сибирского — 0,8 м в год, а площадь теряемой в современный период суши составляет 10,7 кв. км в год.

— На старых царских картах можно увидеть острова, которых уже нет…

— Совершенно верно. Есть такие острова. Даже на моей жизни несколько островов исчезло — это острова Семеновский, Васильевский, Фигурнин.

Ссылка: https://nauka.tass.ru/interviews/9170659

Климатология и климатическая экономика - важнейшие источники знаний в стремлении человечества к достижению целей в области устойчивого развития. Эффективное использование этого опыта требует укрепления его эпистемологических1 основ и нового внимания к более практическим проблемам политики.

Семнадцать целей в области устойчивого развития (ЦУР) отражают стремление ООН к глобальному развитию. Хотя только одна из них, цель 13, относится конкретно к изменению климата, тесная синергия между климатом и здоровьем, продуктами питания, водой, энергией и социальными системами означает, что изменение климата повлияет на прогресс почти в каждой из них. Климатология и экономика климата могут помочь найти путь к этим целям, но подходы, доминирующие в настоящее время в этих дисциплинах, ограничивают их способность вносить эффективный вклад и обеспечивать наилучшее управление. В следующем десятилетии необходимо масштабное наращивание исследовательских усилий, но не инвестирование в то же самое. Нужны радикальные изменения. Первоначально прорыв будет происходить не за счёт сосредоточения внимания на потенциале эксафлопсных вычислений, обеспечивающих миллиард миллиардов операций в секунду и тем самым упрощающих модели климата с более высоким разрешением, а за счёт инвестиций в комплексную междисциплинарную экспертизу. Необходимо решить две проблемы. Во-первых, необходимо лучше понять и охарактеризовать фундаментальные концептуальные проблемы при составлении климатических прогнозов. Во-вторых, интеграция междисциплинарных знаний и перспектив для предоставления наиболее надёжной доступной в настоящее время информации по конкретным вопросам, имеющим практическое значение для лиц, принимающих решения, и общества. Для поддержки ЦУР в следующем десятилетии потребуются инвестиции в навыки и знания, объединяющие такие разные предметы, как, например, стохастические и физические процессы, философия науки, экономика и управление водными ресурсами. Вычислительная техника и данные остаются важными, но должны играть вспомогательную, а не ведущую роль, на которую они поднялись за последние десятилетия. Наблюдаемое и ожидаемое глобальное потепление опирается на прочную эпистемологическую основу, как и ожидание всё более серьёзных воздействий, например, на экосистемы, продовольственные системы и доступность воды. Существование угрозы не подвергается сомнению и принимается подавляющим большинством учёных. Поэтому наука об изменении климата в настоящее время в значительной степени занимается деталями ожидаемых изменений: как потепление будет распространяться на региональном уровне, каковы локальные изменения в осадках, волнах тепла и лесных пожарах, каково распределение вероятностей для таких параметров, как чувствительность климата. Можно сказать, что вопрос для климатической науки в будущем состоит в том, как повысить пространственное и вероятностное разрешение её прогнозов.

Один из ответов заключался в призыве к международному сотрудничеству и инвестициям в эксафлопсные вычисления для моделирования климата, аналогично положениям ЦЕРН об ускорении частиц в физике элементарных частиц. В настоящее время результаты глобальных климатических моделей (ГКМ) имеют решающее значение для экономического планирования в отношении ЦУР, поскольку они широко интерпретируются как источник информации о том, какие климатические изменения будут испытывать разные регионы, - информации, которая, если она надёжна, будет полезна при разработке устойчивых ответных мер. Однако вопросы о надёжности результатов ГКМ для этой цели поднимались в течение ряда лет. Совсем недавно Палмер и Стивенс (Palmer and Stevens) обсудили неадекватность современных моделей в определении масштаба глобальных и региональных отклонений, часто превосходящих сигналы, которые они стремятся воспроизвести. Гипотеза, что эти недостатки могут быть исправлены с помощью более совершенных компьютеров, лучше всего понимается в рамках парадигмы, предполагающей, что существованию надёжных моделей прогнозирования на несколько десятилетий в настоящее время препятствуют, прежде всего, ограниченные вычислительные мощности. Это предположение, однако, редко высказывается и ещё реже защищается. Вероятностные прогнозы нелинейных систем малой размерности могут показать высокую чувствительность к формулировке модели, известной как эффект ястреба, похожий на эффект бабочки, но связанный со структурой модели, а не с начальными значениями. Климатические модели могут или не могут показывать высокую чувствительность к мельчайшим деталям структуры модели, но региональные отклики, безусловно, могут существенно измениться при изменении параметров модели. Насколько же близкими к реальности должны быть климатические модели, чтобы генерировать надёжные прогнозы пространственных и вероятностных деталей будущего изменения климата? Сколь мощный компьютер, насколько сложная модель и какое разрешение необходимы? Учитывая, что и эффект бабочки, и эффект ястреба могут повлиять на результаты, насколько большой ансамбль необходим и как его следует сформировать? Эти фундаментальные вопросы ещё предстоит решить.

Дело в том, что мы не знаем, каковы ограничения привязки для достижения желаемого уровня прогнозирования. Прежде чем вкладывать миллиарды в разработку специализированных компьютеров и связанных с ними компьютерных моделей, было бы разумно сначала развить хорошее теоретическое понимание того, что необходимо и достаточно для построения моделей, способных делать прогнозы с таким высоким разрешением. Без такого понимания прогнозы, основанные на моделях, скорее всего, будут переоценены и ограничены, что приведет к недооценке истинной неопределённости. Это создаёт два серьёзных риска. Во-первых, это риск того, что такие прогнозы побудят разработчиков политики, пытающихся добиться прогресса в достижении ЦУР, заблокировать несоответствующие долгосрочные инвестиции; например, когда новая инфраструктура защиты от наводнений оказывается ненужной или недостаточной. Во-вторых, это риск подрыва доверия к более крупным исследовательским инициативам. Если чрезмерно ограниченные прогнозы окажутся неверными или будут просто заменены сильно отличающимися прогнозами, полученными с помощью моделей следующего поколения, это может вызвать скептицизм по поводу надёжности климатологии в более широком смысле. Одним из ответов на эти опасения является признание того, что, поскольку наши оценки неопределённости часто основываются на ограниченном наборе моделей и наблюдений, нам не следует ожидать хорошо определённых количественных распределений вероятностей, а следует искать менее точные области возможных результатов. Исследования, направленные на изучение таких областей с использованием ансамблей теории возмущений, могли бы сделать приоритетным широкое исследование неопределённости. Такой подход, вероятно, обеспечивает лучшую информацию для использования при планировании устойчивых ответных мер и вспомогательных мероприятий по достижению ЦУР, поскольку он менее подвержен недооценке неопределённости. Действительно, в краткосрочной перспективе это вполне может привести к увеличению оценок неопределённости, поскольку исследуются более широкие диапазоны параметров модели и обнаруживается быстрый рост столь же надёжных модельных формулировок. Тем не менее, это будет представлять собой ценный прогресс, так как представит более надёжную оценку того, что нас ожидает. Слишком большое внимание к снижению оценок неопределённости может подорвать усилия по получению более надёжной информации.

Для экономики изменения климата уже давно характерна параллельная «гонка за разрешение». Экономика климата берёт свое начало в проекте построения моделей комплексной оценки для проведения анализа затрат и выгод политики смягчения последствий, а последующие поколения этих моделей обеспечивают более детальную разбивку по регионам и секторам. Вайцман (Weitzman), однако, указал, что при некоторых умеренных эпистемических ограничениях, которые могли бы привести к распределению вероятностей с «толстым хвостом»2 для равновесной чувствительности климата, выгоды от смягчения последствий не сходятся при стандартных предположениях анализа затрат и выгод. Кажется, экономисты-климатологи десятилетиями пытались дать всё более точные численные оценки соотношения выгод и затрат, которое вполне могло быть бесконечным. Даже если равновесная чувствительность климата не является строго определённой, соотношение выгод и затрат, по-видимому, очень чувствительно к форме распределений вероятностей для физических параметров, страдающих большой неопределённостью. Точно так же сейчас прилагаются усилия по использованию огромного числа исторических данных о погоде и экономике для получения более точных и детальных карт между климатическими условиями и экономическим ущербом, но, похоже, эти типы выводов основываются на некоторых довольно сильных и неправдоподобных предположениях. Возможно, было бы разумно сделать больший упор на попытках понять фундаментальные ограничения этих проектов с самого начала. Например, в какой степени исторические данные могут содержать информацию о долгосрочном будущем ущербе в результате изменения климата? Точно также, когда неопределённость в одном элементе проблемы преобладает над всеми другими аспектами, существует ли риск того, что сложный анализ может скрыть, а не высветить основной посыл? Если наши количественные ответы основаны на недостаточно обоснованных предположениях (например, на форме распределения чувствительности климата), то, возможно, нам следует найти лучший способ постановки вопросов.

Один из подходов, привлекающих все большее внимание в физических науках, - концепция правдоподобного сюжета. Это нацелено на предоставление подробной региональной или местной информации о будущих изменениях климата, обусловленных набором правдоподобных, чётко представленных предположений, но без попытки оценить относительную вероятность. Выдвигая на первый план предположения, этот подход обладает гибкостью, позволяя охватить более широкий диапазон возможных вариантов будущего и облегчить обсуждение их актуальности. Он обладает значительным потенциалом для поддержки ЦУР путём изучения взаимосвязанных физических и социальных сюжетов, ограниченных пониманием физических и социальных наук. Компьютерные модели могут содержать детали, но моделирование идеально строится для информирования сюжета, а не для его основы. В одном примере были созданы физические сюжетные линии, касающиеся разнообразных способов, которыми летний муссон в Индии может отреагировать на изменение климата, а затем эти изменения были связаны с множеством вариантов реагирования на спрос на воду в южной Индии (с этой целью была привлечена модель водных ресурсов). Также будет иметь большое значение принятие более междисциплинарных и экспертно-ориентированных подходов. Антропогенное изменение климата ведёт Землю по никогда ранее не испытанной траектории к никогда ранее не испытанному состоянию. Поскольку эмпирическая проверка наших моделей обязательно проводится в другом, возможно, очень другом состоянии системы, уверенность в выводах о будущем может исходить только из понимания основных действующих процессов - понимания, выходящего за рамки наших моделей. Нам необходимо развить понимание фундаментальных зависимостей и неопределённостей, присущих при попытке спрогнозировать будущее в условиях изменения климата. Более простые системы могут помочь многому научиться, чтобы дать возможность разработать наиболее информативные экспериментальные конструкции. Мы должны опираться на опыт различных дисциплин, чтобы построить целостную картину, отражающую наше лучшее понимание географических, отраслевых, физических и временных аспектов проблемы изменения климата. Исследования в области науки о климате должны больше ориентироваться на вопросы, рассматриваемые в социальных науках и экономике, в то время как экономика климата должна больше знать об источниках глубокой неопределённости в реакции физической системы. В следующем десятилетии мы должны увидеть интеграцию опыта из ряда математических, физических и социальных дисциплин, чтобы генерировать надёжную действенную информацию, которая поможет нам планировать будущее. Уверенность возникает на основе опыта; данные и модели являются важными инструментами, но ни они, ни их результаты не являются конечной целью.

Как же тогда нам использовать богатые возможности науки и экономики для поддержки индивидуальных, национальных и международных устремлений, таких как цели, представленные в ЦУР? Безусловно, необходимы серьёзные международные усилия, но они должны сопровождаться сменой фокуса. Нам нужны специалисты, разбирающиеся в физике и экономике. Климатология и экономика, очевидно, должны продолжать поиск ответов на актуальные для общества вопросы, но они должны быть более чувствительны к эпистемическим ограничениям, с которыми они сталкиваются в результате ограниченных концептуальных основ для экстраполяционных прогнозов. Действительно, есть необходимость инвестировать в исследовательское предприятие, подобное ЦЕРН, но его цель должна заключаться в накоплении комплексных знаний, а не только в моделях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-020-16624-8.pdf

Ожидается, что гидрологический цикл усилится с глобальным потеплением, что, вероятно, увеличит интенсивность экстремальных осадков и риск наводнений. Однако эти изменения часто отличаются от теоретических ожиданий увеличения влагоёмкости атмосферы в более тёплых условиях, особенно когда доступность воды ограничена. Здесь дана количественная оценка взаимосвязи изменений экстремальных осадков и интенсивности наводнений в конце 21-ого века с пространственной и сезонной доступностью воды. Результаты показывают усиление экстремальных осадков и наводнений во всех климатических регионах, которое возрастает по мере увеличения доступности воды от влажных регионов к засушливым. Точно также увеличивается интенсивность экстремальных осадков и наводнений с сезонным циклом доступности воды. Связь между экстремальными осадками и изменениями интенсивности наводнений и пространственной и сезонной доступностью воды становится сильнее по мере того, как явления становятся менее экстремальными.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-020-70816-2.pdf