МЭА считает, что ветряная энергетика может обеспечить потребности в электричестве США, ЕС, Японии и Индии

Международное энергетическое агентство (МЭА) заявило, что прибрежные ветряные установки способны обеспечить спрос на электричество в США, ЕС, Японии и Индии к 2040 году. К этому времени издержки на установку ветряков могут упасть на 40%, а объем индустрии составит $1 трлн, что сделает ее конкурентной по отношению к газовой и угольной энергетике.

В пятницу МЭА представило ежегодный доклад о текущем состоянии ветряной энергетики и ее перспективах Offshore Wind Outlook 2019. Он является частью более общего доклада о мировой энергетике, который будет опубликован 13 ноября.

МЭА считает, что в ближайшие 20 лет электроэнергетика будет расти в среднем на 13% в год и к 2040 году достигнет объема в $1 трлн, сравнявшись с объемом инвестиций в газовую и угольную энергетику за тот же период.

«В последние десять лет две отрасли лидировали в развитии технологий и снижении издержек, что уже существенно повлияло на расстановку сил мирового энергетического рынка — я говорю о революции в добыче сланцевой нефти и солнечных батареях,— заявил исполнительный директор МЭА Фатих Бирол.— У прибрежных ветряных установок есть потенциал, чтобы стать еще одной такой отраслью».

МЭА отмечает, что в ближайшие 20 лет объем инвестиций в ветряную энергетику увеличится в 15 раз по сравнению с нынешними объемами. Совокупная мощность таких установок к 2040 году, по расчетам агентства, может в 11 раз перекрыть спрос на электричество в ЕС, в 9 раз — в Японии, в 4 раза — в Индии, в 2 раза — в США, а также на 30% обеспечить спрос в Китае.

В ЕС наиболее перспективными странами для выработки ветряной энергии МЭА считает Великобританию и Германию, которые обладают протяженной береговой линией, высоким уровнем развития соответствующих технологий и оборудования, а также инвестиционным потенциалом. Также в число лидеров по потенциалу развития ветряной энергетики агентство включает Францию, Нидерланды, Бельгию и Данию.

Только в прошлом году Китай ввел в работу установки совокупной мощностью 1,6 ГВт — больше чем какая-либо другая страна в мире за этот период. Кроме того, амбициозные цели по развитию ветряной энергетики уже поставлены властями США, Канады, Японии, Индии и Южной Кореи. «Поскольку сейчас мы видим за этой отраслью все больше потенциала, многое зависит от правительств разных стран и бизнеса, насколько они готовы вести работу, чтобы оставаться в русле глобального перехода к чистой энергетике»,— считает господин Бирол.

Ссылка: https://www.iea.org/newsroom/news/2019/october/offshore-wind-to-become-a-1-trillion-industry.html

Согласно новому анализу данных по торфяным кернам, северные торфяники хранят более 1000 Гт углерода, что почти вдвое превышает предыдущие оценки. Однако судьба этого торфяного углерода остается неопределённой в быстро меняющемся мире.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-019-0455-y

Потепление в Арктике приводит к более быстрому разложению почв даже зимой. Современные оценки зимней потери углекислого газа показывают, что она может компенсировать прирост углерода в течение вегетационного периода, а это означает, что регион является источником углерода.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0604-8

Последствия глобального потепления ощущаются в арктических регионах раньше, чем где-либо ещё в мире. В настоящее время исследования показывают, что морские пищевые сети Арктики могут адаптироваться к изменению климата, но авторы исследования предупреждают, что это впечатление устойчивости может быть ложным в долгосрочной перспективе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-019-0616-4

Статья представляет собой синтез тенденций последних наблюдений и прогнозов будущего Арктики. Во-первых, Арктика уже быстро меняется в результате изменения климата. Современные высокие арктические температуры и большой дефицит морского льда (потеря объёма 75%) являются беспрецедентными. Моделируемые изменения арктической криосферы демонстрируют, что даже ограничение роста глобальной температуры двумя градусами оставит Арктику к середине столетия совершенно другой средой с меньшим количеством снега и морского льда, растаявшей вечной мерзлотой, изменённой экосистемой и прогнозируемым ежегодным повышением средней арктической температуры на +4°C. Во-вторых, даже в рамках масштабных сценариев сокращения выбросов предполагается, что таяние льда в высоких широтах, включая Гренландию, продолжится из-за внутренних лагов, что ведёт к ускорению повышения уровня Мирового океана в течение всего столетия. В-третьих, будущие изменения в Арктике могут, в свою очередь, повлиять на состояние климата в более низких широтах, вследствие выбросов парниковых газов в тундре и изменений в океане и в атмосферной циркуляции. Наличие специфических для Арктики обратных связей по части радиации и аккумулирования тепла могут стать препятствием для достижения стабильного глобального климата. В свете этих тенденций необходимы ранняя адаптация и акции, направленные на смягчение ситуации.

Ссылка: https://doi.org/10.1016/j.polar.2018.11.008

Рис. 1. Изучив песчаные отложения плиоценового возраста в долине реки Уонгануи в Новой Зеландии, ученые смогли определить, насколько сильно менялся уровень моря в плиоцене. Фото с сайта ru.wikipedia.org

По данным спутниковых наблюдений, из-за таяния ледников Гренландии и Антарктиды уровень Мирового океана ежегодно повышается примерно на 3,5 мм. При сохранении тренда на рост температуры, по самым мрачным прогнозам развития событий, в ближайшие сто лет под воду могут уйти целые государства, такие как Мальдивы, Нидерланды или Бангладеш. Но в относительно недавнем (по геологическим меркам) прошлом на Земле уже был период, когда средняя температура была на 1–2°C выше, чем сейчас, а содержание СО₂ в атмосфере практически равнялось современному, — это так называемый теплый период среднего плиоцена. Разные оценки уровня моря в этот период согласуются в том, что уровень был выше, чем сейчас, однако разброс очень большой — от 5 до 35 метров. Недавно в журнале Nature вышли две статьи, в которых разными методами эти оценки были существенно уточнены: теперь диапазон сужен до 15–25 метров.

Климат в среднем плиоцене (3,3–3,0 млн лет назад) был очень похож на современный: уже имела место сезонность, существовали ледниковые щиты Антарктиды и Гренландии, а содержание СО₂ в атмосфере было примерно равно современному — около 400 ppm. При этом температура была на 1–2°C выше. Поэтому теплый период среднего плиоцена обычно рассматривают в качестве примера состояния, к которому может приблизиться глобальная климатическая система в ближайшее столетие, если тенденция роста температур на планете сохранится.

Одним из главных факторов риска, связанных с глобальным потеплением, является рост уровня Мирового океана. Понимание того, в каких пределах менялся этот параметр в условиях среднего плиоцена, поможет понять, к чему следует готовиться человечеству.

Надо сказать, что и позднее, уже в плейстоцене, были периоды, когда климат на Земле был теплее современного. Это так называемые климатические оптимумы Гольштейнского (Holstein, 335–300 тыс. лет назад) и Эемского (Eemian, 130–115 тыс. лет назад) межледниковий. Средняя температура на Земле в эти периоды были на 1–2°C выше, чем в позднем голоцене (доиндустриальная эпоха). Выше на 6–10 м, чем сейчас, был и уровень моря (рис. 2).

Рис. 2. Изменение глобальных температур (вверху) и уровня моря (внизу) за последние 5 млн лет. За нулевую отметку приняты параметры позднего голоцена (доиндустриальная эпоха). Буквами Н и Е отмечены Гольштейнское и Эемское межледниковья. Графики из статьи J. E. Hansen, M. Sato, 2012. Paleoclimate Implications for Human-Made Climate Change и с сайта alpineanalytics.com

Несомненно, рост содержания СО₂ в атмосфере — важный фактор глобального потепления и связанного с ним повышения уровня Мирового океана. Однако этот фактор не единственный. Например, уровень СО₂ в период Гольштейнского и Эемского межледниковий, когда уровень моря был существенно выше, чем сегодня, был относительно низким — всего 280 ppm (на начало 2019 года содержание СО₂ в атмосфере составляло 408,78 ppm).

Отсюда понятно, что судить об уровне Мирового океана по одному из параметров, описывающих состояние атмосферы и влияющих на изменения климата, — например, только по температуре — невозможно, а учитывать в моделях взаимное влияние всех факторов (орбитальных параметров, влияющих на инсоляцию поверхности Земли, режимов атмосферных и океанических циркуляций, состава атмосферы, альбедо Земли и т. д.) очень и очень сложно.

Международная группа ученых под руководством Джорджии Роуз Грант (Georgia Rose Grant) из Университета королевы Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) разработала прямой метод оценки уровня моря в прошлом по размеру и окатанности частиц песка в прибрежной зоне (метод PlioSeaNZ). Сначала были изучены современные песчаные отложения, благодаря чему ученые установили теоретическую взаимосвязь между гранулометрическим составом осадочных пород и глубиной, на которой они образовались, а затем применили полученную закономерность к непрерывной 800-метровой толще мелководных песчаных отложений плиоценового возраста в бассейне реки Уонгануи (Новая Зеландия). Эти породы, извлеченные при помощи бурения, содержат непрерывную последовательность неглубоких морских отложений плиоцена самого высокого разрешения в мире, что позволило ученым восстановить историю колебаний уровня моря со значительно большей точностью, чем это было возможно ранее.

Детальные замеры зерен после поправок на вертикальные тектонические движения сначала позволили получить представление о циклических изменениях относительного уровня моря (RSL — relative sea-level), амплитуда которых в течение ледниково-межледниковых циклов среднего-позднего плиоцена (3,3–2,5 млн лет) по оценкам авторов составляла 13±5 м. Затем к полученным результатам была применена астрономическая калибровка, выполненная ранее для отложений бассейна Уонгануи (T. R. Naish et al., 1998. Astronomical calibration of a southern hemisphere Plio-Pleistocene reference section, Wanganui Basin, New Zealand). То есть выявленные в результате гранулометрических исследований колебания были сопоставлены с более чем 50 зафиксированными в отложениях Уонгануи глобальными колебаниями уровня моря, которые являлись отражением природных климатических циклов, известных как циклы Миланковича (изменения орбитальных параметров Земли каждые 100 и 41 тыс. лет; подробнее о циклах Миланковича см. статьи Циклы Миланковича и Удлинение ледниковых циклов в плейстоцене может быть связано с ослаблением циркуляции океанических вод, «Элементы», 22.03.2019), а также с циклами продолжительностью 20 тыс. лет, связанными с циклическими изменениями инсоляции Антарктиды, вызванными орбитальной прецессией (рис. 3).

Рис. 3. Относительный уровень моря (RSL на правой шкале, в м; голубая линия), полученный методом PlioSeaNZ, и его сопоставление с орбитальными параметрами: эксцентриситетом орбиты (крайняя левая шкала; пунктирная линия) и величиной инсоляции (левая шкала, в Вт/м²; сплошная черная линия). Серым показаны периоды межледниковий. По горизонтали — время в млн лет и подразделения осадочной толщи бассейна Уонгануи. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Учет всех астрономических корректировок позволил авторам произвести оценку колебаний среднего уровня моря (GMSL — global-mean sea level) в плиоцене, который был на 5–20 м выше современного, а максимальное зафиксированное превышение составило 25 м (рис. 4). Предполагается, что для такого повышения нужно, чтобы растаяло до трети ледникового покрова Антарктиды, а также произошло практически полное освобождение от льда Гренландии.

Рис. 4. Амплитуда колебаний уровня моря в плиоцене относительно современного (в метрах). Синие точки — ледниковые фазы, красные — межледниковья. По горизонтали — время в млн лет. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Интересно то, что практически параллельно другие ученые под руководством Оаны Думитру (Oana A. Dumitru) из Университета Южной Флориды в США, используя другой метод прямых измерений, получили очень близкие значения. Объектом изучения этой группы исследователей стали пещеры Арты на острове Мальорка. В течение последних 4,5 млн лет эти пещеры были соединены с морем, и на границе соприкосновения морской воды со стенками пещер откладывались так называемые фреатические образования, сложенные карбонатами (кальцитом и арагонитом). Постоянное присутствие в их составе урана (на уровне примесей) позволило авторам, используя уран-свинцовый метод, определить возраст отложений. В итоге ученые получили абсолютно независимые данные, привязанные к абсолютному возрасту. По их определениям уровень моря в позднем плиоцене превышал современный на 16,2–23,5 м.

В недавно опубликованном Специальном докладе Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) об океанах и криосфере в условиях изменения климата отмечается, что более 90% образующегося вследствие глобального потепления избыточного тепла поглощается океаном. Наибольший рост температур отмечается в Южном океане, омывающем Антарктиду. Даже при нынешних темпах таяния антарктических ледников уровень Мирового океана к 2100 году повысится на 60–110 см. Авторы первого исследования говорят о том, что с учетом возникающей в системе ледники–океан положительной обратной связи, это повышение может составить до 2 м. Далее ситуация может развиваться катастрофически в связи с тем, что около 30% ледяного покрова Антарктиды окажется ниже уровня моря.

Ссылка: https://elementy.ru/novosti_nauki/433551/Pri_klimate_blizkom_k_sovremennomu_uroven_morya_v_pliotsene_byl_na_25_metrov_vyshe

МОСКВА, 16 окт — РИА Новости. Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) разработали методику анализа влияния климатических факторов на рост деревьев. Испытания, проведенные совместно с коллегами из Китая, Германии и Канады, продемонстрировали эффективность созданной в СФУ модели. Среди прочего было показано, что прогнозируемые изменения климата могут положительно сказаться на росте лесов. Результаты опубликованы в журнале Dendrochronologia.

Модель роста деревьев, лежащая в основе методики, была предложена в середине 80-х годов XX века дендрологами Евгением Вагановым и Александром Шашкиным, а затем модифицирована их учениками из Сибирского федерального университета.

На сегодняшний день, по словам ученых СФУ, предложенная ими модель позволяет делать адекватные количественные прогнозы состояния лесного покрова на территориях со сложным ландшафтом. Несколько известных международных научных центров уже выразили желание интегрировать модель сибирских ученых в свои методики расчета.

В частности, разработка заинтересовала китайских коллег и прошла серьезную проверку. Исследования, проведенные в холодных засушливых регионах северного и центрального Китая, показали, что модель позволяет с очень высокой точностью предсказать реакцию древесных растений.

«Мы просчитали сценарии с различными изменениями температуры и режима увлажнения в горизонте нескольких десятков лет. Такое моделирование необходимо, чтобы грамотно управлять лесными экосистемами, обеспечить устойчивое планирование и развитие лесного хозяйства», — пояснил заведующий кафедрой математических методов и информационных технологий СФУ Владимир Шишов.

Специалисты считают, что если температура и влажность для исследуемой территории будут увеличиваться так, как предсказывают известные глобальные прогнозы, то радиальный (т.е. в толщину) прирост деревьев может увеличиться на 19% по сравнению со средним показателем за период 1951 — 2010 гг.

Кроме того, ученые подтвердили гипотезу о том, что в холодных и засушливых условиях главную роль в формировании ксилемы (проводящей ткани, составляющей основную полезную биомассу древесины) играет влажность почвы. А вот начало и конец периода годичного роста определяется температурой окружающей среды.

«Мы ожидаем, что через 10 — 15 лет будут получены данные мониторинга, которые подтвердят результаты моделирования, выполненного нами в 2019 году. Подобные долгосрочные исследования необходимы для формирования полной картины того, как будут реагировать леса на самые экстремальные изменение климата», — отметил Владимир Шишов.

Сейчас над проектом работает междисциплинарная исследовательская группа, подготавливающая модель к широкому применению. Так, российские ученые намерены создать нейросеть (систему искусственного интеллекта), которая значительно облегчит и ускорит расчеты в глобальном масштабе, в частности, для территории северного полушария нашей планеты.

Ссылка: https://news.mail.ru/society/39109373/?frommail=10

В недавней Глобальной оценке Межправительственной научно-политической платформы по биоразнообразию и экосистемным услугам подчёркнута настоятельная необходимость определения того, где и какой вклад природы имеет наибольшее значение для людей. Чаплин-Крамер и др. (Chaplin-Kramer et al.) разработали модель экосистемных услуг в глобальном масштабе, уделяя особое внимание регулированию качества воды, защите прибрежных районов и опылению сельскохозяйственных культур. К 2050 году до пяти миллиардов человек могут оказаться под угрозой из-за сокращения экосистемных услуг, особенно в Африке и Южной Азии.

Масштабы и темпы глобальных изменений вызывают потребность в быстрой оценке вклада природы в жизненные интересы людей. Авторы представляют мелкомасштабную глобальную модель текущего состояния и будущих сценариев для нескольких вкладов: регулирования качества воды, снижения риска в прибрежной зоне и опыления сельскохозяйственных культур. Они отмечают, что там, где потребности людей в природе в настоящее время самые большие, способность природы удовлетворять эти потребности снижается. До пяти миллиардов человек столкнутся с более высоким загрязнением воды и недостаточным опылением для питания при будущих сценариях землепользования и изменения климата, особенно в Африке и Южной Азии. Сотни миллионов людей столкнутся с повышенным риском в прибрежных зонах в Африке, Евразии и Америке. Продолжающаяся антропогенное наступление на природу создаёт серьёзные угрозы, однако их можно сократить в 3–10 раз при сценарии устойчивого развития.

Ссылка: https://science.sciencemag.org/content/366/6462/255