Информационное письмо Банка России от 12.01.2021 N ИН-015-53/1 "Об учете климатических рисков"

Банк России рекомендует страховщикам повышать свою осведомленность в части возможного влияния климатических рисков на активы и обязательства страховщика и использовать следующие подходы к учету климатических рисков в своей деятельности.

Несмотря на то что климатические риски как таковые могут не выделяться страховщиками в отдельный вид риска, а учитываться в качестве одной из причин (фактора) уже определяемых страховщиками видов риска, таких как страховой риск, рыночный риск, кредитный риск (риск дефолта контрагента), операционный риск и др., Банк России рекомендует страховщикам отдельно выявлять и учитывать в своей деятельности существенные факторы, связанные с климатическими рисками. Например, климатические риски могут существенно повлиять на обязательства страховщика по договорам страхования, поэтому важное значение имеет точность актуарных расчетов, обосновывающих надлежащие объемы страховых премий и страховых резервов. При проведении оценки качества и полноты данных, используемых для актуарных расчетов, рекомендуется учитывать всю доступную информацию о климатических рисках. При этом данных предыдущих периодов о частоте и размере ущерба, вызванного изменением климата, как правило, недостаточно для надлежащего расчета премий или резервов с учетом климатических рисков.

Страховщикам также рекомендуется провести пересмотр стратегии деятельности с учетом потенциального влияния климатических рисков на финансовую устойчивость страховщиков. Принятые решения в отношении подходов к учету климатических рисков рекомендуется отражать во внутренних документах страховщика.

Принимая во внимание усиление влияния климатических изменений на мировую экономику и то, что реакция мирового сообщества на климатические риски меняется достаточно быстро, страховщикам рекомендуется на постоянной основе пересматривать свои методы и процедуры по идентификации, оценке и управлению климатическими рисками. В рамках проводимой работы рекомендуется также учитывать и оценивать качество исходной информации и данных.

Ссылка: http://www.consultant.ru/law/hotdocs/67177.html

Зависимость от температуры глобального фотосинтеза и дыхания определяет эффективность стока углерода на суше. Хотя поглотитель углерода на суше в настоящее время смягчает ~ 30% его антропогенных выбросов, неясно, сохранится ли эта способность экосистем в будущем, и, в частности, какие жёсткие ограничения по температуре, если таковые имеются, регулируют поглощение углерода. Авторы использовали крупнейшую сеть непрерывного мониторинга потока углерода с целью построения первых кривых температурного отклика для глобального поглощения углерода на суше. Показано, что средняя температура самого тёплого трёхмесячного периода прошла тепловой максимум фотосинтеза за последнее десятилетие. При более высоких температурах частота дыхания продолжает увеличиваться, в отличие от резко снижающейся скорости фотосинтеза. При отсутствии ограничений выбросов (business as usual) это расхождение приводит к сокращению почти вдвое мощности поглотителя углерода на суше уже к 2040 году.

Ссылка: https://advances.sciencemag.org/content/7/3/eaay1052

P.S. См. подробнее: https://nplus1.ru/news/2021/01/14/land-carbon-sink

Неопределённость в представлении состава и оптических свойств аэрозоля, образующегося при сжигании биомассы, в климатических моделях вносит свой вклад в диапазон оценки воздействия аэрозоля на поступающую солнечную радиацию. В зависимости от модели эффект такого аэрозоля на верхней границе атмосферы может варьироваться от охлаждающего до разогревающего. Связав способность поглощения аэрозолями с их временем жизни и углеродсодержащим составом из 12 наборов данных наблюдений и девяти современных моделей системы Земли / транспортно – химических моделей, авторы выявили различные степени завышенности в этих моделях оценки поглощающей способности аэрозолей, образующихся при сжигании биомассы. Модификации показателя преломления образующегося при сжигании биомассы аэрозоля, размера и состояния перемешивания улучшают соответствие модели Community Atmosphere Model version 5 с наблюдениями, что приводит к глобальному изменению прямого радиационного эффекта на -0,07 Вт м^-2 и региональным изменениям на -2 Вт м⁻² (Африка) и −0,5 Вт м⁻² (Южная Америка умеренных широт). Приведённые результаты показывают, что современный моделируемый образующийся при сжигании биомассы аэрозоль вносит меньший вклад в потепление, чем считалось ранее, в основном из-за модельного представления состояния перемешивания аэрозолей.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-020-20482-9

Спутниковый альтиметрический мониторинг обеспечивает квазиглобальный синоптический обзор изменений уровней моря за более чем 25 лет и предоставляет индикаторы региональных уровней моря, такие как тенденции и ускорения. Оценка реалистичной неопределённости этих величин имеет решающее значение для решения текущих вопросов климатологии. Оценки неопределённости доступны лишь для глобального среднего уровня моря, но не в локальных масштабах. Авторы оценивают бюджет ошибок местной спутниковой альтиметрии, используют его для получения матриц дисперсии-ковариации локальной ошибки и оценивают доверительные интервалы для тенденций и ускорений с уровнем достоверности 90%. За период 1993–2019 гг. обнаружено, что неопределённость среднего регионального тренда уровня моря составляет 0,83 мм/год со значениями от 0,78 до 1,22 мм/год. Для ускорений погрешности варьируются от 0,057 до 0,12 мм/год со средним значением 0,062 мм/год. Также проведено исследование чувствительности с целью изучить диапазон вероятных бюджетов ошибок. Приведены региональные уровни ошибок, матрицы дисперсии и ковариации ошибок, тенденции и ускорения регионального тренда уровня моря, а также соответствующие неопределённости.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-020-00786-7

Рекордная озоновая дыра в Антарктике 2020 года наконец закрылась в конце декабря после сезона с необычными природными метеорологическими условиями и продолжающимся присутствием озоноразрушающих веществ в атмосфере. Озоновая дыра в Антарктике 2020 года быстро росла с середины августа и достигла максимума в 24,8 миллиона квадратных километров 20 сентября 2020 года, распространившись на большую часть антарктического континента.

Это была самая продолжительная и одна из самых больших и глубоких дыр с момента начала мониторинга озонового слоя 40 лет назад. Причинами стали сильный, стабильный холодный полярный вихрь и очень низкие температуры в стратосфере (слое атмосферы на высотах от 10 до 50 км). Те же метеорологические факторы также внесли свой вклад в рекордную озоновую дыру в Арктике в 2020 году.

 

Это контрастирует с необычно маленькой и недолговечной антарктической озоновой дырой 2019 года.

«Последние два сезона озоновой дыры демонстрируют её годовую изменчивость и улучшают наше понимание факторов, ответственных за её образование, протяжённость и особенности», - сказала Оксана Тарасова, руководитель отдела исследований атмосферной среды ВМО, курирующего Сеть станций мониторинга Глобальной службы атмосферы ВМО. «Нам необходимы дальнейшие международные действия для обеспечения соблюдения Монреальского протокола по химическим веществам, разрушающим озоновый слой. В атмосфере всё ещё содержится достаточно озоноразрушающих веществ, чтобы вызывать разрушение озонового слоя на ежегодной основе», - сказала д-р Тарасова.

Программа Глобальной службы атмосферы ВМО тесно сотрудничает со Службой мониторинга атмосферы Copernicus, НАСА, Канадским управлением по вопросам окружающей среды и изменения климата и другими партнёрами в целях мониторинга озонового слоя Земли, защищающего нас от вредных солнечных ультрафиолетовых лучей.

Сильный полярный вихрь

Разрушение озона напрямую связано с температурой в стратосфере: полярные стратосферные облака, играющие важную роль в химическом разрушении озона, образуются только при температурах ниже -78°C.

Эти полярные стратосферные облака содержат кристаллы льда, способные превращать пассивные химические соединения в реактивные, которые затем могут быстро разрушать молекулы озона, как только с появлением солнечного света запускаются химические реакции. Эта зависимость от полярных стратосферных облаков и солнечной радиации является основной причиной того, что озоновая дыра образуется только в конце зимы / начале весны.

В течение весеннего сезона в Южном полушарии (август - октябрь) озоновая дыра над Антарктикой увеличивается в размерах, достигая максимума в период с середины сентября до середины октября (изображение озоновой дыры НАСА 2020 года на её пике в сентябре на фото). Когда температура в атмосфере (стратосфере) начинает повышаться в конце весны в Южном полушарии, истощение озонового слоя замедляется, полярный вихрь ослабевает и, наконец, разрушается, к концу декабря уровни озона возвращаются к норме.

Однако в 2020 году сильный, стабильный и холодный полярный вихрь поддерживал постоянную низкую температуру озонового слоя над Антарктидой.

На протяжении большей части сезона 2020 года концентрации стратосферного озона на высоте около 20-25 км (50-100 гПа) достигали почти нулевых значений при глубине озонового слоя всего в 94 единицы Добсона, или примерно одной трети от его нормального значения.

Служба атмосферного мониторинга ЕС Copernicus сообщила, что анализ показал, что озоновая дыра закрылась 28 декабря.

Каждый сезон за появлением озоновой дыры и её развитием производится слежение с помощью спутников и ряда наземных станций наблюдения. Характеристики озоновой дыры, интерактивные карты, временные ряды, текущее состояние и прогноз готовятся и контролируются большим сообществом по озону с помощью услуг различных организаций, таких как Служба мониторинга атмосферы Copernicus, программа NASA ozonewatch, NOAA, KNMI (Нидерланды), ECCC и другие.

Монреальский протокол

Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, является знаковым многосторонним природоохранным соглашением, регулирующим производство и потребление около 100 химических веществ, называемых озоноразрушающими веществами. После запрета на галоидоуглероды озоновый слой медленно восстанавливался, и данные ясно показывают тенденцию к уменьшению площади озоновой дыры - с учётом годовых колебаний.

В последней научной оценке разрушения озонового слоя Программы ВМО / ООН по окружающей среде, выпущенной в 2018 г., сделан вывод о том, что озоновый слой находится на пути восстановления и к потенциальному возврату к 2060 г. своих значений над Антарктикой к уровням до 1980 г. Это связано с длительными временами жизни озоноразрушающих веществ в атмосфере.

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/record-breaking-2020-ozone-hole-closes

Будущие климатические прогнозы показывают заметное усиление стекания Гренландского ледникового щита в 21-ом веке, что является прямым следствием сигнала полярного усиления. Региональные климатические модели являются широко используемым инструментом для сокращения разброса в ансамблях прогнозов, полученных на основе глобальных климатических моделей, для оценки воздействия глобального потепления на таяние Гренландского ледникового щита и вклад повышения уровня моря. Первоначальные результаты проекта взаимного сравнения моделей CMIP6 выявили большее повышение температуры в 21-ом веке, чем в моделях проекта CMIP5. Однако пока очень мало известно о последующих воздействиях на будущее таяние поверхности Гренландского ледникового щита и, следовательно, о вкладе в повышение уровня моря. Авторы показывают, что общий вклад Гренландского ледникового щита от потери поверхностной массы в повышение уровня моря в их региональных климатических прогнозах с высоким разрешением (15 км) составляет 17,8 ± 7,8 см в сценарии SSP585, что на 7,9 см больше, чем в расчётах по сценарию RCP8.5 с использованием входных данных CMIP5. В качестве основных причин авторы называют арктическое усиление на +1,3°C и связанные с этим обратные связи облаков и морского льда в сценарии CMIP6 SSP585. Кроме того, оценка вклада Гренландского ледникового щита в подъём уровня моря во всех сценариях выбросов показывает, что потеря массы Гренландского ледникового щита в CMIP6 эквивалентна сценарию с удвоенным глобальным радиационным форсингом в CMIP5.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-020-20011-8

Частота экстремальных климатических явлений будет меняться в ответ на изменения как «среднего» климата, так и его изменчивости. Такие индивидуальные вклады и, следовательно, фундаментальные механизмы изменения экстремальных климатических явлений остаются в значительной степени неизвестными. Авторы применили концепцию отношения вероятностей в моделировании климата для большого ансамбля, чтобы приписать изменения в экстремальных явлениях либо изменениям «среднего» климата, либо его изменчивости. Показано, что увеличение числа ежемесячных эпизодов с высокой температурой определяется средним потеплением климата. Напротив, будущие изменения ежемесячных обильных осадков в значительной степени зависят от тенденций изменчивости климата. Однако пространственные вариации значительны, что подчёркивает актуальность региональных процессов. Вклады среднего и изменчивости в отношение вероятностей в значительной степени не зависят от момента начала события, величины потепления и климатической модели. Следовательно, прогнозы экстремальных температур более надёжны, чем прогнозы экстремальных осадков, поскольку средний климат понятнее, чем его изменчивость.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-020-00077-4

Энергетический баланс нашей планеты чувствителен к пространственной неоднородности температуры поверхности моря и изменениям морского льда, но обычно это игнорируется в климатических прогнозах. Авторы показывают, что энергетический бюджет в течение последних десятилетий можно сбалансировать, объединив изменения в эффективном радиационном воздействии, линейном радиационном затухании и эффекта структуры. Эффект структуры сопоставим по величине, но противоположен по знаку чистому энергетическому дисбалансу Земли в 2000-х годах, что указывает на его важность при прогнозировании будущего климата на основе наблюдений. После того, как эффект структуры учтён, наиболее вероятное значение ожидаемого глобального потепления при современном воздействии возрастает с 1,31 К (0,99–2,33 К, 5–95 процентиль) до более чем 2 К, а ожидаемое потепление в 2100 г. увеличивается с 1,32 К (0,94–2,03 К) до более 1,5 К, хотя его величина зависит от набора данных о температуре поверхности моря. Необходимы дополнительные ограничения на эффект структуры, чтобы уменьшить неопределённость прогнозов климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-020-00955-x

Эффективное городское планирование в отношении рисков, связанных с климатом, основывается на надёжных климатических прогнозах, характерных для застроенных ландшафтов. Такие прогнозы отсутствуют из-за почти полного отсутствия представления городов в моделях системы Земли в глобальном масштабе. Авторы сочетают моделирование климата и подходы, основанные на данных, для создания глобальных мультимодельных прогнозов городского климата на XXI век. Результаты демонстрируют межмодельную устойчивость конкретных уровней потепления в городах в определённых регионах в условиях изменения климата. Согласно сценарию с высокими выбросами, в городах США, Ближнего Востока, северной части Центральной Азии, северо-востока Китая и внутренних районов Южной Америки и Африки к концу XXI века ожидается значительное потепление более чем на 4 К - больше, чем региональное потепление к концу века - с высокой межмодельной достоверностью. Выводы подчёркивают острую необходимость в мультимодельных глобальных прогнозах местного городского климата для чувствительного к климату развития и поддерживают развитие зеленой инфраструктуры как эффективного средства снижения городского теплового стресса в больших масштабах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-020-00958-8

Ученые ФИЦКИА УрО РАН (г. Архангельск) в рамках совместного с МАГАТЭ проекта занимались исследованием стабильных изотопов реки Северная Двина. Участие в программе мониторинга глобальных изменений климата - вклад в решение фундаментальной проблемы оценки наблюдаемых и будущих изменений состава и динамики вод в Северном Ледовитом океане

В круговороте воды на Земле реки Арктической зоны представляют собой особые географические объекты, выполняющие разные природообразующие функции: объединение водосборов, формирование поверхностного рельефа и геоэкологического состояния побережий арктических морей. Кроме того, арктические реки используются для судоходства, строительства ледовых переправ, гидротехнического строительства. Поэтому всегда нужно учитывать как антропогенную нагрузку, так и различные сценарии изменения климата.

В суровых условиях вечной мерзлоты исследование изотопов, входящих в состав почвы, растительности, воды помогает ученым оценить влияние климата на их структуру, учитывая эволюционные изменения физико-химических параметров окружающей среды. В этой связи требуются дополнительные сведения о поведении изотопов, например, между водами арктических рек, подземными водами и атмосферными осадками.

Так, в рамках проекта с МАГАТЭ (Международным агентством по атомной энергии) в течение 4-х лет архангельские ученые на примере реки Северная Двина – одной из крупнейших рек арктического региона – провели анализ эволюции её изотопного состава, дали оценку формированию состава поверхностных вод реки и составили новую базу данных изотопов речной воды. Собранные в ходе полевых экспедиций ценные данные специалисты представили в международном рецензируемом издании ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT (2020. – Т. 192. – №. 7. – С. 1-12.)

На фото – Малов Александр Иванович – доктор геолого-минералогических наук, директор Института геодинамики и геологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрО РАН (ФИЦКИА УрО РАН) (г. Архангельск)

Какое важное место занимают арктические реки в системе глобальных природных изменений, какова специфика изотопного состава вод реки Северная Двина и как это исследование помогает выявить связь с климатическими изменениями – об этом рассказал руководитель и участник проекта российской команды, доктор геолого-минералогических наук, директор Института геодинамики и геологии Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики УрО РАН (ФИЦКИА УрО РАН) (г. Архангельск) Александр Иванович Малов.

«Идея принять участие в проекте МАГАТЭ пришла в голову в 2013 году ведущему научному сотруднику ФИЦКИА УрО РАН кандидату геолого-минералогических наук Олегу Сергеевичу Покровскому. Он уже несколько лет до этого работал параллельно во французском НИИ, и для него это было обычным делом. Мы в России еще ориентировались по-старинке в основном на отечественные проекты, – Александр Малов рассказал как команда российских ученых стала постоянным участником программы мониторинга глобальных изменений климата, организованной Международным агентством по атомной энергии, –

МАГАТЭ принял нас в совместный научно-исследовательский проект «F33021» под названием «Разработка и применение изотопных технологий при оценке антропогенного воздействия на водный баланс и динамику питательных веществ крупных речных бассейнов» и с 29 мая 2014 года по 28 мая 2018 года мы выполняли исследовательский контракт с МАГАТЭ «Стабильные и радиогенные изотопы растворенных и взвешенных веществ в российских арктических реках». В выполнении совместного проекта участвовали представители 20 стран Европы, Азии, Африки, Северной и Латинской Америки – от Аргентины до Канады и от Франции до Конго и Вьетнама. Третьим членом нашего российского коллектива был ведущий научный сотрудник ФИЦКИА РАН Артем Васильевич Чупаков. Мы работаем в ФИЦКИА УрО РАН уже более двадцати лет, и хотя находимся в различных институтах, но нас объединяет увлеченность водными проблемами Севера – геохимией стабильных и радиоактивных элементов, изотопной геохимией, эволюцией источников и состава поверхностных и подземных вод. Этим мы и занимались в ходе выполнения проекта».

На фото совещание в МАГАТЭ по проблеме «Применение и разработка изотопных методов оценки воздействия человека на водный баланс и динамику питательных веществ в крупных речных бассейнах», (А.И. Малов – стоит в клетчатой рубашке, в центре)

Для проведения мониторинга и составления прогноза глобальных изменений климата в рамках данного проекта отечественные специалисты изучили изотопный состав вод арктического региона.

Александр Малов пояснил, чем вызван научный интерес: «Трудно переоценить роль воды в эволюции Земли и в жизни ее обитателей. Общая ее масса оценивается в ~3·1018 тонн, при этом половина находится в физически и химически связанном виде в земной коре и верхней мантии, а половина – в свободном виде в гидросфере и верхах земной коры. Наибольший объем свободной водной массы характерен для соленых вод океанов (95,4%) и глубокозалегающих подземных вод (1,5%). Остальные 3,1% – пресные источники, из них ледники и лед многолетнемерзлых пород – 1,7%; пресные подземные воды – 0,1%; реки – 1.3%. Это – так называемые статические запасы воды. В то же время динамические характеристики пресных источников оставляют другое впечатление. Так, суммарный речной сток на протяжении фанерозоя (последние 542 млн лет) оценивается в 2.5·1022 тонн, а подземный - 0.6·1022 тонн. То есть размер речного стока за 30 тысяч лет равен объему воды в океане. Это свидетельствует о том, что реки, несмотря на крайне низкие статические запасы, играют ключевую роль в круговороте воды на земле как водосбор, объединяющий гидрологические каналы для возврата наземных осадков назад в мировой океан. Кроме того, реки, наряду с подземными водами, являются мощными агентами выветривания, ответственными за перенос растворенных веществ с континента в океан. В последнее время этот процесс активизировался в связи с антропогенным воздействием на водосборы на экономически развитых территориях.

Арктические реки играют значительную роль в процессах, воздействующих на окружающую среду в глобальном масштабе, и служат индикаторами глобальных природных изменений, в особенности изменения климата. Как видно из описанного выше общего баланса пресных источников, если лед многолетнемерзлых пород растает, речной сток на территории Арктики вырастет значительно. Повысится денудация континентов и вынос минеральных веществ в океан, океан будет переполняться».

Объектом исследования российских ученых в рамках проекта стали динамика и изотопный состав вод реки Северная Двина.

Рисунок 1. Глобальное распределение δ18O в атмосферных осадках. Показан район исследования водосбора реки Северная Двина

Как подчеркнул Александр Малов, «для арктических регионов (как видно на Рис. 1) характерен «облегченный» среднегодовой изотопный состав атмосферных осадков, который по нашим данным практически совпадает со среднегодовым изотопным составом реки Северная Двина – крупнейшей реки на северо-западе европейской части России. Ее расход составляет около 1/3 общего речного стока в Баренцево и Белое моря. Для арктических регионов наблюдается линейная зависимость между месячной температурой (t) и изотопным составом кислорода (δ18O). По данным станций в Северной Атлантике и Европе Юртсевер (1975) сообщил о соотношении: δ18O = (0,521 ± 0,014) t - (14,96 ± 0,21). Соответственно, в изменении δ18O наблюдается сезонный эффект. В холодный период года значения δ18O минимальны, а в теплый период – максимальны. Естественно, и потепление климата будет хорошо отражаться в наблюдаемых значениях изотопного состава речных и атмосферных вод».

Какая методика лежит в основе вашего исследования изотопного состава воды?

«Одним из наиболее эффективных методов оценки генетической структуры потоков воды и химических элементов с континента в Северный Ледовитый океан, а именно влияния климата, многолетней мерзлоты, минерального состава горных пород, почв, растительности и болот, является измерение распределения стабильных изотопов воды в компонентах окружающей среды и речных водах. Изотопные отношения водорода и кислорода – единственные характеристики водных молекул, которые позволяют непосредственно изучать миграцию воды.

В 2014 – 2017 гг. нами было отобрано 32 пробы воды из реки Северная Двина. Стабильные изотопы были измерены в Лаборатории изотопной гидрологии МАГАТЭ в Вене, Австрия. Изотопный анализ водорода и кислорода проводился с помощью внеосевой лазерной спектроскопии с выходным интегрированным резонатором (OAICOS, Los Gatos Research, Mountain View, CA, USA). Образцы были проанализированы в двух экземплярах, причем каждый анализ проводился в разный день и на другом приборе. Анализ отобранных образцов повторяли на масс-спектрометре (Thermo Finnegan Delta Plus, Бремен, Германия). Все анализы изотопов сопоставлялись с внутренними лабораторными стандартами, откалиброванными по первичным эталонным материалам (Венский стандарт средней океанской воды (V-SMOW), V-SMOW2 и Стандарт легких осадков в Антарктике 2 (SLAP2)). Были проанализированы три флакона со стандартами, два для калибровки и один для контроля. Контрольный стандарт имел промежуточный изотопный состав по сравнению с двумя калибровочными стандартами. Типичная точность выражалась как годовая дисперсия стандартов внутреннего контроля, которая была лучше, чем ± 0,08 и ± 0,45 ‰ для δ18O и δ2H, соответственно.

В этот же период было отобрано 20 проб пресной воды и 12 проб солоноватой воды из скважин, представляющих подземные воды из алевролитов и песчаников водоносных горизонтов Северо-Двинской впадины. Данные 45 проб атмосферных осадков были взяты из базы данных GNIP МАГАТЭ. Они были получены в период 1981-1990 гг. сотрудниками Института водных проблем Академии наук (Москва, Россия). Изотопный состав речных вод обусловлен смешением атмосферных осадков с грунтовыми водами. Их пропорции в речных водах оценивались по уравнениям смешения», – Александр Малов дал детальное пояснение ходу работ и комплексу проведенных действий.

Каковы эволюционные и сезонные значения содержания изотопов в реке и с чем это связано? Есть ли какие-то отклонения от нормы?

«Мы впервые анализируем эволюцию изотопного состава воды в бассейне реки Северная Двина от атмосферных осадков до подземных вод в водоносных горизонтах и речных вод. Сезонный мониторинг позволил количественно оценить роль подземных вод и атмосферного питания в формировании общего речного стока. Вода реки Северная Двина характеризуется относительно невысокой сезонной изотопной амплитудой δ18О (от -11,8 до -15,7 ‰). Минимальные значения δ18О в речных водах характерны для периода максимального таяния снегов в мае, а максимальные – с июля по октябрь. С декабря по апрель наблюдаются промежуточные значения.

Рисунок 2. А - δ18О в атмосферных осадках в Архангельске; В - δ18О в воде р. Северная Двина; C - d-избыток в воде реки Северная Двина; D - Расход реки Северная Двина, тысяч м3/с.

Сброс подземных и талых вод в реку изменяет изотопный цикл осадков в январе и мае, соответственно. Средние значения δ18О воды реки Северная Двина и атмосферных осадков в Архангельске использовались для разделения водного потока на три составляющие: (1) базовый поток с δ18O от -13,2 ‰ до -14,4 ‰; (2) прямые осадки (δ18O колеблется от -21 ‰ зимой до -7 ‰ летом) и 3) талая вода, которая преобладает преимущественно в течение мая (δ18O -21 ‰). Относительные пропорции трех компонентов значительно меняются в течение года. Базовый сток, то есть питание в основном за счет подземных вод, составляет около 100% от общего стока в декабре-апреле с типичными значениями δ18O около -13,8 ‰. В течение июля-октября вклад базового потока падает примерно до 50%. Используя среднее значение δ18O для пресных и солоноватоводных подземных вод (-13,6 ± 0,3 ‰), мы получаем среднегодовое значение подземного притока в настоящее время как 25% от общего речного стока», – сообщил ученый.

Какая обнаружена взаимосвязь изотопного состава воды с климатическими изменениями?

«Исследования являются первым этапом изучения изотопного состава воды на водосборе реки Северная Двина, но (как показывает Рис. 2В) некоторые климатические отклонения уже можно отметить. В частности, обращает на себя внимание аномальное значение δ18O речных вод в декабре 2016 г. (-15,142 ‰, против -14-13 ‰ на рис. 2B) по сравнению с другими годами наблюдений. Для объяснения этого факта были построены графики изменения максимальных температур в декабре 2014, 2015 и 2016 гг. по данным метеостанции Архангельск (См. Рис. 3). На графиках показаны точки, соответствующие датам отбора проб речной воды для определения δ18O. Проба за 2016 год была отобрана 23 декабря, когда температура воздуха составила +2,1 ° C, при этом в течение трех дней, предшествующих отбору, наблюдались температуры +2… + 3 ° C. Следовательно, уменьшение δ18O в декабре 2016 г. может быть связано с поступлением в реку талой воды. Можно предположить, что будущий изотопный состав воды Северной Двины будет формироваться с учетом увеличения подземного и атмосферного питания зимой», – выразил мнение исследователь ФИЦКИА УрО РАН.

Рисунок 3. Эволюция температуры воздуха в декабре 2014, 2015 и 2016 гг. Кружками и треугольником показаны дни отбора проб на изотопные анализы

Полученные в ходе реализации проекта с МАГАТЭ результаты, по мнению Александра Малова, «послужат основой для постоянного мониторинга изотопного состава речных вод с оценкой гидрологических процессов и климатических воздействий. Установленные отклонения от нормы в зимний сезон, связанные с пока еще эпизодическими появлениями «облегченных» изотопов в составе речных вод, диктуют целесообразность более тщательного изучения вариаций изотопного состава в этот период совместно с температурным режимом атмосферы».

Кроме того, представленные российской командой сведения пополнили электронную базу изотопов МАГАТЭ. «Мы определяли изотопы кислорода-18 и водорода-2 (дейтерия). В дальнейшем предполагается расширить набор изотопов для мониторинга речных вод. В первую очередь – это изотопы азота, позволяющие идентифицировать антропогенное воздействие», – уточнил ученый.

Уже со следующего года специалистам предстоит продолжить исследовательские работы в этом направлении. Как заметил Малов, «информация о характеристиках изотопно-химического состава осадков, поверхностных и подземных вод будет отражать долговременные изменения в относительном соотношении этих составляющих водного баланса. На основании этих изменений можно будет оценивать интенсивность и направленность климатических и антропогенных изменений, которые вызывают обеспокоенность в последние годы в мировом сообществе».

Почему, на ваш взгляд, ваш проект по мониторингу глобальных изменений климата в очередной раз получил поддержку МАГАТЭ?

«Прежде всего надо сказать о том, что в советское время в СССР было 37 станций по мониторингу изотопов в осадках в России, на которых проводились исследования совместно с МАГАТЭ, а теперь не осталось ни одной. Поэтому сотрудники МАГАТЭ, с которыми я подружился в период выполнения контракта 2014-2018 годов, когда ежегодно ездил в Вену на координационные совещания с докладами, как и остальные участники совместного проекта, сами вышли на меня с предложением поучаствовать в восстановлении хотя бы одной станции прежней сети и продолжить также мониторинг изотопов в речных водах. Кроме того, полученные в ходе выполнения первого контракта результаты показали перспективность текущего мониторинга изотопного состава воды Северная Двина для оценки гидрологических процессов и наблюдением как краткосрочных, так и долгосрочных климатических и антропогенных воздействий.

В связи с этим, МАГАТЭ предложило нам начиная с 2021 года продолжить работы в этом направлении по контракту, предусматривающему выполнение исследовательского проекта «Сеть изотопных данных для осадков и рек в бассейне реки Северная Двина в Российской Федерации», который будет являться частью проекта координированных исследований МАГАТЭ F30056 под названием «Сети изотопных данных для осадков, рек и подземных вод», утвержденному на период с 6 декабря 2016 года по 31 декабря 2026 года. Проектом предусматривается сбор ежемесячных проб атмосферных осадков, речных и подземных вод для анализа стабильных изотопов воды и нитратов и гидрохимического анализа», – резюмирует директор Института геодинамики и геологии ФИЦКИА УрО РАН Александр Малов.

Отечественный опыт в рамках международного проекта демонстрирует развитие многообещающего направления для прогноза изменения динамики и состава рек и прилегающих подземных вод арктического региона в условиях потепления климата.

Ссыкла: https://scientificrussia.ru/articles/arkticheskie-reki-indikatory-globalnyh-klimaticheskih-izmenenij?utm_source=yxnews&utm_medium=mobile&nw=1609743309000