Западная Сибирь содержит обширные водно-болотные угодья и водные экосистемы, что приводит к значительным выбросам метана (CH₄) в атмосферу. Тем не менее, оценки потоков CH₄ по региону плохо ограничены отчасти из-за неопределённостей данных по затопленным районам. В этом исследовании применялись две модели биогеохимии для количественной оценки выбросов из наземных и водных экосистем в регионе в период 2000–2021 гг. с использованием различных наборов данных о наводнениях. Для моделирования метана на суше авторы использовали одну статическую карту водно-болотных угодий и один динамический набор данных о площади водно-болотных угодий под названием «Площадь водно-болотных угодий и динамика для моделирования метана» (WAD2M) (2000–2020 гг.). Для моделирования озёрного метана они использовали площадь поверхности водных экосистем из трёх наборов данных: a) HydroLAKES; б) глобальные поверхностные воды (Global Surface Water, GSW); и в) затопление поверхностных вод активным пассивным методом почвенной влаги (Soil Moisture Active Passive, SMAP) (2016–2021 гг.). Используя эти наборы данных, авторы провели четыре модельных расчёта для сравнения выбросов в регионе. Обнаружено, что суммарные выбросы метана с земли при использовании статической карты водно-болотных угодий больше, чем при использовании WAD2M. SMAP и GSW оценивают более крупные выбросы, чем HydroLAKES, из водных экосистем. Общие выбросы по региону колеблются от 4,80 ± 0,43 до 8,29 ± 0,81 Тг CH₄/год с 2016 по 2020 гг., что является периодом пересечения четырёх расчётов. Это исследование - одно из первых, в котором исследуются выбросы метана от всего ландшафта в регионе. Это исследование подчёркивает важность динамических данных о водно-болотных угодьях и акватории для количественной оценки региональных выбросов метана.

Ссылка: researchgate.net/publication/372224449_Methane_emissions_from_land_and_aquatic_ecosystems_in_Western_Siberia_An_analysis_with_methane_biogeochemistry_models

В приложениях, связанных с погодой и климатом, широкий диапазон обычно используемых индексов интенсивности волн тепла строится либо на кумулятивных, либо на средних значениях переменных, основанных на температуре. В этом исследовании путём сравнения четырёх различных индексов интенсивности волн тепла, применённых к данным реанализа, авторы показывают, что индексы, основанные на кумулятивных или усреднённых значениях, приводят к важным различиям в обнаружении наиболее интенсивных явлений за период 1950–2021 гг. Это говорит о том, что необходимо уделять особое внимание использованию двух семейств показателей для оценки интенсивности волн тепла. Следует отдавать предпочтение индексам, построенным на кумулятивных значениях, а не индексам, основанным на средних временных значениях, поскольку они лучше позволяют сравнивать события разной продолжительности. С учётом этих соображений для характеристики волн тепла периода 1950–2021 гг. используется один из рассмотренных кумулятивных индексов, показывающий, что волны тепла, маловероятные до 1986 г., в последнее время стали почти в 10 раз более частыми и до трёх раз интенсивнее.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL103540

Являясь природным аэрозолем с наибольшими выбросами на землю, пыль оказывает серьёзное воздействие на атмосферную среду и климатические системы. Как выбросы, так и перенос пылевых аэрозолей тесно связаны с метеорологическими условиями и, как следствие, сталкиваются с сильными модуляциями в результате изменения климата. Авторы прогнозируют изменения в глобальных выбросах пыли и нагрузке к концу XXI века, используя набор выходных модельных данных из проекта CMIP6 в рамках четырёх общих социально-экономических путей (SSP). Основываясь на проверках по наблюдениям на уровне объекта, авторы выбрали 9 из 14 моделей и оценили суммарные глобальные выбросы пыли в 2566 ± 1996 Tг год⁻¹ (1 Tг = 10¹² г) на сегодняшний день, из которых 68% и 31% обусловлены сухим и влажным осаждением соответственно. По сравнению с 2005–2014 гг., глобальные выбросы пыли реагируют по-разному: снижение составило −5,6 ± 503 Тг год^-1 по сценарию SSP3–7,0, но увеличение до 60,7 ± 542 Тг год^-1 по сценарию SSP5–8,5 для 2090–2099 гг. Для всех сценариев наиболее значительное увеличение выбросов пыли наблюдается в Северной Африке (0,6%–5,6%) из-за комбинированного воздействия уменьшения количества осадков и усиления приземного ветра. Напротив, все сценарии показывают снижение выбросов в пустынях Такла-Макан и Гоби (от –0,8% до –11,9%) из-за увеличения количества осадков, но снижения скорости ветра в региональном масштабе. Запылённость показывает равномерное увеличение над Северной Африкой (1,6%–13,5%) и с подветренной стороны Атлантического океана вслед за ростом выбросов, но снижается над Восточной Азией (от –1,3% до –10,5%) и с подветренной стороны Тихого океана, частично из-за усиления местных осадков, способствующих влажному осаждению. В целом глобальная пылевая нагрузка возрастёт на 2,0 –12,5% в конце XXI века при различных климатических сценариях, что свидетельствует о вероятности усиления радиационно-климатических возмущений пылевыми аэрозолями в более тёплом климате.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/23/7823/2023/

Модели земной системы демонстрируют значительный межмодельный разброс в интенсивности атлантической меридиональной термохалинной циркуляции и поглощении ею углерода, что приводит к большой неопределённости прогнозов будущего климата. Авторы показывают, что современная солёность поверхности моря в субполярном регионе Северной Атлантики модулирует там антропогенное поглощение углерода и, таким образом, может использоваться для сдерживания будущего потепления. В частности, модели, генерирующие нынешнюю более высокую солёность поверхности моря в субполярном регионе Северной Атлантики, прогнозируют большее поглощение антропогенного углерода в будущем, подавляя парниковый эффект и приводя к более медленному потеплению, и обратная ситуация в моделях с нынешней более низкой солёностью поверхности моря. Возникающие ограничения, основанные на наблюдаемой солёности поверхности моря, значительно снижают неопределённость в отношении роста приземной температуры в северном полушарии и аккумулятивного поглощения углерода примерно на 30% и 53% соответственно к концу XXI века в соответствии со сценарием общих социально-экономических путей 5–8.5.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-023-01728-y

Предсказуемость диагностики Эль-Ниньо-Южного колебания (ЭНЮК) в моделях оперативного прогнозирования затруднена из-за больших вычислительных затрат и необходимости инициализации трёхмерными полями, генерируемыми в результате усвоения глобальных данных. Вместо этого авторы изучают многолетнюю предсказуемость ЭНЮК с конца 1800-х годов, используя модельно-аналоговый метод, не имеющий ограничений. Сначала они выделяют состояния глобальной связанной модели из доиндустриального контрольного расчёта в проекте CMIP6, которые выбраны для первоначального соответствия наблюдаемым ежемесячным температурам поверхности и аномалиям высоты моря в тропиках. Их последующая 36-месячная эволюция в модели представляет собой ретроспективные прогнозы ЭНЮК ХХ века, чьё качество сравнимо с ретроспективными прогнозами, получаемыми два раза в год с помощью современной европейской системы оперативного прогнозирования. Несмотря на так называемый весенний барьер предсказуемости, присутствующий на протяжении всей записи, у второго года ЭНЮК наблюдается значительный уровень качества, особенно после 1960 года. В целом ЭНЮК продемонстрировало заметно высокие значения как амплитуды, так и качества к концу XIX века, а затем снова в последние десятилетия.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-023-00417-z

Комбинированные засухи и волны тепла (КЗВТ) серьёзно угрожают социально-экологическим системам, приводя к более опасным последствиям, например, к лесным пожарам, неурожаю и смертности, связанной с жарой, чем отдельные экстремальные явления. Эта тема актуальна, поскольку в 2022 году имели место серьёзные события КЗВТ в Калифорнии и на юго-западе США, в Европе и Китае, а «чёрное лето» 2019/2020 годов в Австралии остаётся ярким примером этой угрозы. В этом исследовании изучались высокий риск КЗВТ в условиях изменения климата и потенциальная роль пороговых значений глобального и регионального потепления в высоком уровне риска событий КЗВТ. Примерно на 20% земных площадей мира, вероятно, будет наблюдаться ~ 2 события КЗВТ в год, которые будут длиться ~ 25 дней к концу XXI века, исходя из сценария высокого уровня. 

Смешанные явления засухи и волн тепла (КЗВТ) привлекли повышенное внимание из-за их значительного воздействия на сельское хозяйство, энергетику, водные ресурсы и экосистемы. Авторы количественно оценивают прогнозируемые будущие изменения характеристик КЗВТ (таких как частота, продолжительность и серьёзность) из-за продолжающегося антропогенного потепления по сравнению с базовым недавним наблюдаемым периодом (с 1982 по 2019 гг.). Они объединяют еженедельную информацию о засухе и волнах тепла для 26 климатических подразделений по всему миру, используя исторические и прогнозируемые модельные результаты проекта CMIP6 и трёх общих социально-экономических путей. Статистически значимые тренды выявляются в характеристиках КЗВТ как для недавнего наблюдаемого, так и для моделируемого будущего периода (2020–2099 гг.). Восточная Африка, Северная Австралия, восток Северной Америки, Центральная Азия, Центральная Европа и юго-восток Южной Америки демонстрируют наибольшее увеличение частоты в конце XXI века. В южном полушарии прогнозируется большее увеличение риска возникновения КЗВТ, в то время как в северном полушарии наблюдается большее увеличение «тяжести» КЗВТ. Региональные потепления играют значительную роль в изменениях КЗВТ в большинстве регионов. Эти выводы имеют значение для сведения к минимуму воздействия экстремальных явлений и разработки политики адаптации и смягчения последствий, чтобы справиться с повышенным риском для водного, энергетического и продовольственного секторов в критически важных географических регионах.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2219825120

Изменения засух, вызванные климатом, способны нарушить работу систем электроснабжения, в значительной степени зависящих от гидроэнергетики, потенциально увеличивая выработку энергии из источников ископаемого топлива. Воздействие сопутствующих выбросов и загрязнения воздуха может привести к крупным и неучтённым социальным издержкам изменения климата. Авторы эмпирически определяют воздействие засухи на работающие на ископаемом топливе электростанции в западной части Соединённых Штатов и последующее воздействие на выбросы и качество воздуха. Ущерб от этих каналов, по оценкам, в 1,2–2,5 раза превышает увеличение прямых экономических издержек производства электроэнергии на ископаемом топливе в результате засухи. В будущих климатических условиях эти воздействия, вызванные засухой, вероятно, останутся значительными из-за возрастающих рисков засухи, и авторы обнаружили, что даже быстрое распространение возобновляемых источников энергии имеет ограниченную способность сдерживать эти воздействия.

В последние десятилетия в западной части Соединённых Штатов наблюдалась сильная засуха, и климатические модели прогнозируют повышенный риск засухи в будущем. Это усиление высыхания может иметь важные последствия для взаимосвязанных энергосистем региона, зависящих от гидроэнергетики. Используя данные о выработке электроэнергии и выбросах на уровне электростанций с 2001 по 2021 гг., авторы количественно оценивают воздействие засухи на работу электростанций, работающих на ископаемом топливе, и связанное с этим воздействие на выбросы парниковых газов, качество воздуха и здоровье человека. Обнаружено, что в условиях экстремальной засухи производство электроэнергии на отдельных электростанциях, работающих на ископаемом топливе, может увеличиться до 65% по сравнению со средними условиями, в основном из-за необходимости замены сокращённой гидроэнергетики. Более 54% этого вызванного засухой производства является трансграничным, при этом засуха в одном электроэнергетическом регионе приводит к чистому импорту электроэнергии и, таким образом, к увеличению выбросов загрязняющих веществ электростанциями в других регионах. Это увеличение выбросов, вызванное засухой, оказывает заметное влияние на качество местного воздуха, что измеряется ближайшими мониторами загрязнения. По оценкам авторов, денежные затраты на избыточную смертность и выбросы парниковых газов в результате производства ископаемого топлива, вызванного засухой, в 1,2–2,5 раза превышают заявленные прямые экономические затраты, связанные с потерей производства гидроэлектроэнергии и увеличением спроса. Сочетание оценок будущей засухи с помощью климатических моделей со стилизованными сценариями перехода в энергетике позволяет предположить, что эти вызванные засухой последствия, вероятно, останутся значительными даже при активном расширении использования возобновляемых источников энергии, а значит, необходимы более амбициозные и целенаправленные меры для снижения выбросов и нагрузки на здоровье в электроэнергетическом секторе во время засухи.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2300395120

На Форуме будущих технологий «Вычисления и связь «Квантовый мир» 13 июля 2023 года состоялась панельная сессия «Технологический суверенитет и место России в международной науке: противоречие или синергия?
Модератор сессии — директор по научной работе Фонда развития и поддержки Международного дискуссионного клуба «Валдай»; главный редактор журнала «Россия в глобальной политике» Федор Лукьянов, предворяя дискуссию, отметил, что сегодня Россия испытывает небывалое в истории давление. Как жить и развиваться в этих условиях — это вопрос повестки дня. «Надо не сломаться и не сдаться, а обогнать», — заявил модератор.
Спикеры считают, что полного технологического суверенитета ни у одной страны мира нет. У всех одна и та же проблема: как построить свою технологическую экосистему?
«Россия должна в течение ближайших 10–15 лет выстроить свое технологическое пространство с объемом около одного миллиарда человек. Для этого нужны реальные партнерства с пространством доверия и без диктата. Монополии будут умирать. Многие наши технологии для этого уже готовы, например, в области кибербезопасности и проекты „Росатома“. Кроме того, нужны задачи, которые уходят за горизонт и становятся целью жизни нескольких поколений», — заявил президент Ассоциации экспорта технологического суверенитета; профессор кафедры прикладного анализа международных проблем Московского государственного института международных отношений Министерства иностранных дел Российской Федерации (МГИМО МИД России) Андрей Безруков.
Директор Объединенного института ядерных исследований Григорий Трубников полагает, что «доверие —это ключевой элемент любой системы, а ядерные исследования и эксперименты невозможно провести в одиночку ни в одной стране». Дубна и ЦЕРН (Европейская организация ядерных исследований) — пример альянса вокруг мирного исследования окружающего мира, что свидетельствует о цеховой солидарности, которая сохранилась у ученых, несмотря на политику.
Выступающие также отметили, что Россия по-прежнему достойно несет знамя высокой советской инженерной школы, оставаясь в экосистеме разделения труда и выбирая приоритеты. Поскольку инженеры должны понимать друг друга, то все обучение иностранных студентов проходит на русском языке.
Спикеры также констатировали, что для специалистов и научных работников зарплата вторична. Они едут для самореализации туда, где есть интересные задачи и проекты, а «утечка мозгов» — это и международный опыт, и среда общения. Без мобильности и обмена опытом научная среда невозможна.
Помощник Президента Российской Федерации Андрей Фурсенко считает, что «технологический суверенитет» — это точно не полная самодостаточность, но это безопасность в жизненно важных сферах страны«. Он также заявил, что «цеховая солидарность играет огромную роль, а простые человеческие отношения решают многие вопросы». Кроме того, он отметил, что сегодня «оценка научных результатов скатилась к оценке процессов, а в науке это не работает».
На сессии было заявлено, что в России создана своя технологическая среда, которая интересна для партнеров и сотрудничества, но нужно всегда определять приоритеты, т.к. всем заниматься невозможно. С финансированием проблем нет. Надо создавать то, что конкурентоспособно и чем можно обмениваться. На повестке дня стоит организация научной среды, которая способна на прорывы.
Форум будущих технологий — главная площадка для обсуждения трендов развития новых технологий в России. Мероприятие проводится под эгидой Десятилетия науки и технологий, объявленного с 2022 года Указом Президента Российской Федерации Владимира Путина. Оператором Форума является Фонд Росконгресс при поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации и Российской академии наук. Соорганизаторы: ОАО «РЖД» и Государственная корпорация «Росатом».

Ссыылка: https://www.vedomosti.ru/press_releases/2023/07/13/tehnologicheskii-suverenitet-i-mesto-rossii-v-mezhdunarodnoi-nauke-protivorechie-ili-sinergiya

Последствия жарких, засушливых и смешанных экстремально жарких и засушливых явлений имеют большое значение для общества, экономики и экосистем во всём мире. Поэтому такие события необходимо оценивать в свете антропогенного изменения климата, чтобы правительства и заинтересованные стороны могли принять соответствующие меры по адаптации. Авторы показывают всесторонний анализ жарких, засушливых и смешанных жарких и засушливых экстремальных явлений в регионах суши с использованием 25 моделей проекта CMIP6 и четырёх будущих сценариев выбросов с 1950 по 2100 гг. Прогнозируется, что к концу XXI века их число возрастёт на большей части земного шара. Горячие и смешанные жаркие и засушливые экстремумы демонстрируют наиболее широкое увеличение, а засушливые экстремальные изменения чувствительны к используемому индексу. Многие региональные изменения зависят от силы воздействия парниковых газов, что подчёркивает возможность ограничения изменений с помощью активных мер по смягчению последствий.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022GL102493

Авторитетный, заслуживающий доверия, непрерывный автоматический ежечасный мониторинг качества воздуха является относительно недавним нововведением. Таким образом, задача надёжного определения долгосрочных тенденций качества воздуха является очень сложной. Порты являются основными источниками загрязнения атмосферы, что связано с морским движением и увеличением загруженности дорог. В этом исследовании изучались долгосрочные тенденции и факторы загрязнения атмосферы в портовых городах Хьюстон, Лондон и Саутгемптон в 2000–2019 гг. Достоверные данные о качестве воздуха и метеорологические данные для семи участков в этих трёх местах были тщательно отобраны наряду с имеющимися данными подсчёта трафика. Данные были получены для участков, близких к порту, и участков, расположенных недалеко от центра города, чтобы определить, влияют ли выбросы в порту на различные части города. Программное обеспечение Openair использовалось для построения графиков и статистического анализа. Концентрации загрязняющих веществ в Хьюстоне, Саутгемптоне и Терроке (Лондон) со временем медленно снижались и не превышали национальных ограничений, в отличие от концентраций NO₂ и PM₁₀ на лондонской Мэрилебон-роуд. Факторы загрязнения атмосферы включают метеорологию, географические и временные колебания, а также транспортный поток. Статистически значимые связи (p < 0,001) между концентрацией атмосферных загрязнений и метеорологическими данными были обнаружены на большинстве участков, но не наблюдались для транспортных потоков в Лондоне и Саутгемптоне. Однако портовые выбросы и другие факторы загрязнения атмосферы действуют вместе, регулируя качество воздуха в городе.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/14/7/1135