Таяние льда в Арктике запускает процессы, влияющие на образование облаков
На границе между морским льдом и открытой водой в Арктике учёные обнаружили интенсивный процесс образования мельчайших атмосферных частиц, которые могут становиться основой для облачных капель. Исследование показывает, что зона таяния льда сама способна заметно влиять на состав атмосферы — причём механизм оказался сложнее, чем считалось раньше.
Учёные изучали так называемое новообразование аэрозольных частиц — процесс, при котором из газообразных веществ в атмосфере возникают частицы размером всего в несколько нанометров. Если они достаточно вырастают, то становятся ядрами конденсации облаков: водяной пар может конденсироваться на их поверхности, формируя облачные капли.
Именно вблизи кромки льда исследователи обнаружили особенно активное образование таких частиц. В отдельных случаях их концентрация увеличивалась примерно с 50 до 1500 частиц на кубический сантиметр воздуха всего за два дня — почти в 30 раз.
Главную роль в процессе играют соединения йода и серы. Морские организмы, включая водоросли, выделяют серосодержащие газы, а морская вода, лёд и прилегающая береговая зона являются источниками соединений йода. Под действием солнечного света эти вещества превращаются в химически активные кислоты. Исследователи обнаружили в атмосфере кластеры, содержащие одновременно йодсодержащие и серные соединения, и связали их появление с образованием новых частиц.
Однако для превращения крошечных частиц в полноценные «заготовки» облачных капель необходим следующий этап — их рост. Здесь существенную роль играют органические вещества, поступающие с поверхности океана и из зоны контакта льда и открытой воды. Учёные идентифицировали 591 органическое соединение, участвующее в росте частиц. Некоторые из них содержали йод; вклад этой ранее не описанной группы оценили в 7–23% роста частиц.
За 13 дней наблюдений, когда происходило интенсивное новообразование частиц, в 8 случаях они выросли более чем до 20 нанометров. В наиболее активные периоды частицы продолжали увеличиваться и достигали размеров около 100 нанометров.
Для Арктики это особенно важно: летом атмосфера над удалёнными районами региона содержит относительно мало пыли и других аэрозолей, которые в других частях планеты служат основой для образования облаков. Поэтому локальные источники частиц — в том числе процессы на границе морского льда и океана — могут иметь заметное значение.
При этом учёные пока не могут определить, как именно обнаруженный механизм влияет на климат. Облака способны одновременно охлаждать и нагревать поверхность: они отражают часть солнечного излучения, но также препятствуют уходу теплового излучения Земли в космос. Эффект зависит от высоты облаков, их состава, времени года и состояния поверхности под ними.
Авторы отмечают, что существующие климатические модели пока не учитывают обнаруженную цепочку химических процессов в полном объёме. Особенно важно понять, насколько широко она распространена в Арктике и как изменение площади морского льда будет влиять на её интенсивность. Само сокращение ледяного покрова увеличивает площадь зоны контакта открытой воды и льда, где и наблюдались наиболее активные процессы.
Таким образом, речь идёт не о том, что тающий лёд непосредственно «создаёт облака», а о более тонкой связи: изменение ледяного покрова меняет условия для химических реакций и биологических процессов, которые определяют количество частиц — потенциальных ядер конденсации — в арктической атмосфере.
Posted in Арктика, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
Озоновая дыра над Антарктидой стала одной из самых маленьких за последние десятилетия
Это соответствует долгосрочной тенденции восстановления озонового слоя. С 2000 года содержание озона в стратосфере постепенно увеличивается — результат действия Монреальского протокола 1987 года, который привел к поэтапному отказу от хлорфторуглеродов и других веществ, разрушающих озон. ВМО ожидает полного восстановления озонового слоя в течение нескольких ближайших десятилетий.
При этом размеры озоновой дыры заметно меняются от года к году. На ее состояние влияют не только концентрации озоноразрушающих веществ, но и крупномасштабные атмосферные процессы, определяющие перенос воздуха и условия в стратосфере. Поэтому один особенно благоприятный год сам по себе не означает окончательного восстановления.
Есть и менее очевидная проблема — система наблюдений за озоном сокращается. Число действующих наземных станций с озонометрическими приборами Добсона и Брюэра уменьшилось примерно со 130 в начале 2000-х годов до 110 сегодня. При этом часть станций закрывается именно в регионах, где наблюдений и без того недостаточно.
Мониторинг необходим не только для оценки восстановления озонового слоя. В последние десятилетия наблюдались неожиданные выбросы некоторых веществ, включая CFC-11 и HFC-23, поэтому ученым важно отслеживать химический состав атмосферы и своевременно выявлять новые источники загрязнения.
Кроме того, восстановление озонового слоя не означает исчезновения опасности ультрафиолетового излучения. ВМО отмечает, что число дней с высоким УФ-индексом в последние десятилетия существенно выросло. Поэтому защита от ультрафиолета по-прежнему остается необходимой.
Бюллетень был опубликован 16 сентября — в Международный день охраны озонового слоя. В этом году он посвящен 10-летию Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу. Она предусматривает постепенное сокращение использования гидрофторуглеродов — мощных парниковых газов, которые применяются, в частности, в холодильниках и кондиционерах. В отличие от хлорфторуглеродов, гидрофторуглероды не разрушают озон, но некоторые из них обладают очень высоким потенциалом глобального потепления.
Таким образом, история озонового слоя остается редким примером того, как международные экологические соглашения, основанные на научных данных, действительно меняют состояние планеты. Но восстановление идет медленно, а система наблюдений за атмосферой требует постоянной поддержки.
Posted in В мире, Земля, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
За полвека тающие ледяные щиты Земли подняли уровень моря более чем на 3 см
Исследователи собрали самую продолжительную на сегодняшний день серию наблюдений за массой двух крупнейших ледяных щитов планеты: для Гренландии данные начинаются с 1972 года, для Антарктиды — с 1979-го. В анализ вошли данные 27 спутниковых миссий, включая CryoSat-2, Sentinel, ICESat-2 и GRACE, а также архивные снимки Landsat.
За период наблюдений Антарктида потеряла около 4,78 трлн тонн льда, а Гренландия — около 6,22 трлн тонн. Вместе это соответствует повышению уровня Мирового океана на 31,4 мм. Для масштаба: каждые 360 млрд тонн потерянного льда дают примерно 1 мм повышения глобального уровня моря.
Самое важное изменение ученые обнаружили в механизме потери льда. На ускорение движения ледников и связанный с ним сброс льда в океан пришлось 84% общей потери, тогда как на поверхностное таяние — только 16%.
Причем скорость потери льда заметно выросла с 1990-х годов. В Гренландии средние потери увеличились примерно с 60 млрд тонн в год в 1980-х до 264 млрд тонн в год в 2010-х. В Антарктиде за тот же период показатель вырос примерно с 48 до 202 млрд тонн в год.
Для Антарктиды особенно важен Западный ледяной щит. Здесь ледники Пайн-Айленд и Туэйтс десятилетие за десятилетием увеличивали сброс льда в океан. В отличие от поверхностного таяния, этот процесс напрямую связан с динамикой ледников и их взаимодействием с океаном.
В 2020–2023 годах потери временно замедлились. В Восточной Антарктиде необычно сильные снегопады добавили массу ледяному щиту, компенсировав часть потерь в других районах. В Гренландии несколько относительно прохладных летних сезонов примерно вдвое снизили поверхностное таяние. Однако ученые считают эти изменения краткосрочными колебаниями, а не началом восстановления ледяных щитов.
Ледяные щиты сейчас обеспечивают около четверти всего глобального повышения уровня моря. Их дальнейшая реакция на потепление остается одним из главных источников неопределенности в прогнозах. По оценкам исследователей, если учитывать возможную нестабильность ледяных щитов, наиболее высокие сценарии повышения уровня моря к 2150 году становятся в 2,6 раза выше.
Новая работа важна не только рекордной продолжительностью наблюдений. Ученые впервые получили возможность проследить на протяжении почти полувека, как менялась скорость потери льда и за счет каких процессов это происходило. Такие данные позволяют проверять климатические модели и точнее оценивать будущие изменения уровня моря.
При этом 31,4 мм — это уже произошедшее повышение уровня моря, а не прогноз. И хотя три сантиметра могут выглядеть незначительной величиной, они увеличивают исходный уровень, на котором происходят штормовые нагоны и прибрежные наводнения. По оценке авторов исследования, нынешнее повышение уже создает дополнительные риски для 6–9 млн человек, живущих в прибрежных районах.
Posted in Арктика, В мире, Вода, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
Кто на самом деле открыл глобальное потепление? История Михаила Будыко
«У природы нет плохой погоды, — радостно сообщает радио. Впрочем, каждый из нас может поспорить с этим утверждением. Изнывая от небывалой жары в июле 2010 или задыхаясь от дыма якутских пожаров летом 2021, наблюдая все более мощные смерчи или невиданные раньше ливни, мы все становимся немного метеорологами.
Интерес к климату и процессам, происходящим с ним последние годы растет во всем мире. Прямое свидетельство этого — вручение высшей международной научной награды ученым-климатологам. В прошлом году лауреатами Нобелевской премии по физике стали климатолог Сюкуро Манабэ и океанолог Клаус Хассельман «за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления».
Но признание вычислительной климатологии научным сообществом было бы невозможно без исследований отечественных ученых и в первую очередь Михаила Ивановича Будыко. Благодаря советскому ученому, климатология, — ранее наука по преимуществу теоретическая и описательная, — стала наполняться эмпирическими данными и превратилась в прогностическую дисциплину, а отечественная школа климатологии получила мировое признание.
Глобальное потепление — новая реальность
Мы все любим порассуждать о глобальном потеплении, но очень мало знаем о климатологии как науке и ключевых для ее развития событиях. Одним из них был проведенный профессором Будыко в 1971 году Международный симпозиум по физической и динамической климатологии, чьи выводы о влиянии человека на климат опередили научный мейнстрим. Именно здесь впервые прозвучало научно обоснованное мнение о том, что деятельность человека меняет климат нашей планеты.
На конференции Будыко подвел итог своим изысканиям по исследованию теплового и энергетического баланса Земли, неустойчивости полярных льдов и зависимости их площади от изменения климата. Именно он первым показал, что повышение глобальной температуры ведет к исчезновению льдов в Арктике. Это предвидение полностью подтвердилось уже в начале XXI века.
Вместе с Хельмутом Лансбергом Будыко отстаивал идею о том, что человеческая деятельность влияет на климат — с этой идеей участники симпозиума согласились, хотя единого понимания о том, будет ли климат меняться в сторону потепления или похолодания, у них на тот момент не было. Ряд климатологов — Митчел, Лэм и другие — считали, что планете угрожает похолодание из-за влияния аэрозольного загрязнения атмосферы. Будыко и Лансберг, напротив, настаивали на том, что человеческая деятельность — это фактор потепления.
Вот как Будыко вспоминал эту конференцию: «Обычно в конце организаторы говорят какие-то общие слова… Я же вместо общих слов сформулировал идею, показавшуюся всем абсолютно неприемлемой, сказав, что глобальное потепление неизбежно. Я представил некоторые количественные оценки и выразил надежду, что все попытаются заняться этой проблемой, потому что она очень важна. Это вызвало взрыв негодования, все явно демонстрировали крайнее нерасположение к докладчику. Разумеется, никто и не думал больше о том, чтобы благодарить организаторов. Несколько очень известных ученых выступили, сказав, что человеческая деятельность не может оказать никакого влияния на климат, что изменения климата непредсказуемы и что внедрять в умы такие идеи совершенно недопустимо».
Итогом симпозиума стала изданная в 1972 году брошюра Будыко «Влияние человека на климат». Михаил Иванович определил два основных фактора, влияющих на климат: рост производства энергии и увеличение концентрации углекислоты в атмосфере. Так, он подсчитал, что повышение производства энергии на 4-10 % в год в течение 100 лет приведет к тому, что количество тепла, производимое человеком, будет сравнимо с величиной радиационного баланса всей поверхности континентов Земли. Это повлечет за собой значительный рост глобальной температуры. Уже в начале XXI века, как считал Будыко, увеличение температуры будет гораздо выше естественного повышения, которое наблюдалось в начале XX века.
Михаил Иванович указывал так же и на рост содержания углекислого газа в атмосфере со скоростью 0.2% в год. А так как атмосферная углекислота поглощает длинноволновую радиацию, это должно усилить парниковый эффект и способствовать повышению температуры, предполагал Будыко. Сейчас, спустя более чем тридцать лет с момента этого прогноза, мы можем наблюдать его точность.
Сам Будыко считал необходимым прогнозировать изменения климата хотя бы на сто лет вперед — как минимум для строительства и проектирования инфраструктуры и зданий. К сожалению, на признание идей советского ученого о глобальном потеплении ушло без малого 20 лет — и это только в научном сообществе.
От шахмат к геофизике
Михаил Иванович Будыко родился 22 января 1920 года и провел первые девять лет жизни в Белоруссии в городе Гомель. Затем его родители вернулись в родной для них Ленинград, где в 1937 году он закончил школу. В начале Великой Отечественной войны Ленинградский политехнический институт(ЛПИ), где работал отец и дядя Михаила Ивановича и учился он сам, был эвакуирован из города на Урал, в Свердловск.
Там будущий отец современной климатологии сближается с Михаилом Исааковичем Юдиным, — одним из ведущих специалистов по динамической метеорологии, — оказавшимся в Свердловске вместе с эвакуированными сотрудниками Главной геофизической обсерватории им. Воейкова (ГГО). 28-летнему Юдину было поручено сформировать в ГГО отдел военной метеорологии. Недолго думая, он приглашает работать в отдел друга по шахматам, Михаила Будыко. Вместе они начинают погружаться в не слишком тогда популярную метеорологическую науку.
Будыко так объяснял свой выбор: «Когда я оканчивал Политехнический институт, шла война, и все было неясно. Совершенно случайно меня пригласили не в физический, а в геофизический институт, который занимался проблемами, связанными с войной. Я и представить не мог, что буду более 50 лет идти начатым путем. Но каждая моя научная статья или книга становилась маленьким шагом, после которого следующий шаг был неизбежен».
Так, почти случайно, определился жизненный путь Михаила Ивановича и вместе с ним направление развития климатологии на ближайшие полвека.
Первые шаги в науке
Неудивительно, что первое исследование Михаила Ивановича находилось на пересечении физики и метеорологии. Оно было посвящено влиянию турбулентности пограничного слоя атмосферы на испарения с «подстилающей поверхности». Здесь впервые проявился свойственный Будыко подход, в котором теория подкреплялась обширными практическими исследованиями. В данном случае, полученная в ЛПИ теоретическая подготовка по аэродинамике была дополнена полевыми исследованиями на почвенных испарителях вблизи Свердловска.
Исследование настолько увлекло его, что вскоре Будыко сел за учебники и сдал требовавшиеся для защиты кандидатской диссертации экзамены. Итогом ее защиты стало создание математической модели турбулентности приземного слоя атмосферы. Будыко предложил использовать индекс устойчивости пограничного слоя, рассчитываемый по разности измеряемых на двух уровнях значений температуры и скорости ветра, и дал ему физическое обоснование. Предложенный индекс до сих пор используется в современных автоматизированных системах метеонаблюдений.
Еще одна важная разработка Михаила Ивановича — «комплексный метод расчета испарения», позволивший многократно увеличить точность метеорологических прогнозов погоды. Предложенный Будыко и его коллегой Лидией Ивановной Зубенок в первые послевоенные годы, этот метод позволяет рассчитать среднемесячные значения испарения с поверхности суши по измеряемым данным об осадках, стоке, температуре, влажности воздуха и влагозапасу в верхнем метровом слое почвы.
Свое 28-летие Михаил Иванович отметил выходом монографии «Испарение в естественных условиях». Она стала и его докторской диссертацией, сделав Будыко первым метеорологом в СССР, получившим столь высокую научную степень до 30 лет. Молодому ученому предложили занять должность заместителя директора Главной геофизической обсерватории им. Воейкова. Увлеченный научными изысканиями Будыко сначала отказался от должности, но масштаб научных исследований убедил его, что в одиночку справиться будет невозможно, и в 1951 году он вступил в должность заместителя директора ГГО, а в 1954 году стал директором обсерватории.
Будыко так вспоминал работу в ГГО: «Я отвечал за всю климатологию в стране… Мне не нужно было ничего ни у кого спрашивать и получать разрешения. Руководство давало деньги, а на что их тратить я решал сам. Когда я только стал директором, в ГГО работали 500 человек. За 20 лет моей работы число сотрудников увеличилось в три раза до 1 500 человек. Но эта свобода не была бесплатной… Времени на самостоятельную научную работу у меня все эти годы было очень мало».
Климатология: от описания к прогнозированию
В начале 50-х Будыко полагал, что климатическая система более или менее замкнута — в ней нет главных или второстепенных процессов, а изменение климата определяется в первую очередь энергией. Это стало краеугольным камнем всех его последующих исследований. Михаил Иванович начал работать вместе с выдающимся российским географом и климатологом Андреем Александровичем Григорьевым. Вместе они пришли к пониманию того, что главным механизмом климата является тепловой баланс поверхности, поддерживаемый солнечной радиацией, с одной стороны, и уходящим излучением, а также явными и скрытыми потоками тепла, с другой.
Важным для понимания климатических изменений является вопрос о строении подстилающей поверхности. Ее изменения, — такие как смена растительности и влажности почв, облачность, — влияют на тепловой баланс, температуру поверхности и атмосферы в целом. Это наблюдение позволило Будыко и Григорьеву предложить свою классификацию климатов Земли и сформулировать периодический закон географической зональности. Их работа имела двойное значение: 1) она выявила главная особенность зональности — ее периодичность; 2) установила количественные показатели для проведения границ ландшафтных зон.
На смену эмпирическим классификациям климата благодаря Будыко пришел анализ данных на основе измеряемых количественных показателей. Это позволило Михаилу Ивановичу и сотрудникам ГГО составить атлас теплового баланса Земли. Их работа была награждена Ленинской премией и получила широкую известность за рубежом. Поняв, как работает связь между температурой воздуха и поверхностью и как это можно выразить количественно, Михаил Иванович разработал энергобалансовую модель климата. Она была опубликована в 1968 году в журнале «Метеорология и гидрология», а через год в английском журнале «Tellus». Схожую модель предложил в то же время Уильям Селлерс. В последующем эти модели получили название «модели Будыко — Селлерса».
Работая над энергобалансовой моделью, Будыко столкнулся с необходимостью проведения оценки ускорения потепления в результате увеличения уровня СО2 в атмосфере. Михаилу Ивановичу предстояло понять, как изменится глобальная температура в случае, если концентрация углекислого газа увеличится вдвое по сравнению с доиндустриальной эпохой. Эмпирические данные для этого можно было получить через исследование палеоклимата. Проведя анализ немногочисленных на тот момент данных по истории климата, ученый предположил, что чувствительность климата составляет около 3 градусов по Цельсию. Будыко установил, что такой рост приведет к разрушительным изменениям окружающей среды. Современные исследования — например, последний доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата — определяют эту величину в том же диапазоне, что и профессор Будыко, за 50 лет до них.
Климат в большой политике
Еще одним шагом к глобальному обсуждению климата и его изменений стало создание так называемой «Рабочей группы № 8» (РГ8). Она возникла по итогам заключенного в 1972 году Соглашения о сотрудничестве в области охраны окружающей среды между СССР и США. Со стороны Советского союза РГ8 бессменно возглавлял Михаил Будыко, и эта группа дала продуктивный пример кооперации ученых даже в самые непростые годы «холодной войны».
Уже к началу 80-х многие советские и американские участники группы установили личные контакты и нашли общие научные интересы. Начался обмен метеорологическими данными между США и СССР, анализ предстоящих изменений климата на основе используемого в СССР метода палеоаналогов и развиваемых в США численных моделей общей циркуляции атмосферы и океана. РГ8 сыграла большую роль не только в развитии научной деятельности, но и в улучшении отношений между странами. Все это не могло бы произойти без работы Михаила Ивановича Будыко.
15-20 июня 1981 года. Будыко — в центре, в светлом костюме. Фото: Wikimedia Commons
В 1992 году, вскоре после распада СССР, деятельность группы была прекращена. Тогда же Михаил Иванович был избран академиком РАН и до конца жизни руководил созданным им отделом, работая над прогнозированием климата будущего.
В 1998 году Михаил Иванович получил почетную премию «Голубая Планета» Фонда Асахи — своего рода аналог Нобелевской премии в области экологии. К премии полагалась денежная часть в размере 400 тысяч долларов. Поскольку ученый не понимал, как их потратить, они долгое время просто лежали у него в квартире в Санкт-Петербурге. Но однажды Будыко узнал, что известный физик Жорес Алферов планирует организовать школу для молодых физиков. Не долго думая, Михаил отсчитал половину премии и передал Алферову.
***
Михаил Иванович Будыко скончался 10 декабря 2001 года, но его открытия в климатологии и научные прогнозы продолжают быть актуальными и сегодня. Во многом благодаря его научному наследию в России в сентябре 2021 года была принята программа низкоуглеродного развития до 2060 года.
Что нового в историческом отчете МГЭИК: 4 ключевых вывода
Posted in Взгляд, Климат, Наука, Человек by Экосфера with comments disabled.
Ускоренное таяние ледников Гималаев угрожает водоснабжению сотен миллионов людей
Пока ледники быстро теряют лед, таяние может временно увеличивать объем воды в реках. Но этот эффект не бесконечен. Когда ледников становится меньше, поступление талой воды начинает сокращаться. «Пик водоснабжения» — это момент, когда речной сток достигает максимума, после чего начинает снижаться.
По оценке авторов доклада Prosperous and Resilient Himalayas, большинство крупных речных бассейнов Гималаев достигнет этой точки примерно к середине века. Это особенно важно для сухого сезона, когда ледниковая вода поддерживает сток рек. Таким образом, проблема заключается не только в исчезновении льда, но и в последующем сокращении доступной воды.
Гималаи и прилегающая горная система Гиндукуш — Гималаи охватывают территорию восьми стран — от Афганистана до Мьянмы. От этих горных водных систем зависят сельское хозяйство, энергетика и водоснабжение сотен миллионов людей. Для Индии гималайский регион особенно важен: хотя на него приходится около 18% территории страны, связанные с ним водные и экономические системы обеспечивают более 20% ВВП Индии.
Ускорение потери льда сопровождается ростом другой опасности. Отступающие ледники оставляют после себя озера, удерживаемые естественными дамбами из рыхлых пород и льда. Их прорыв способен вызвать внезапные паводки. В Индии выявлено около 200 ледниковых озер с высоким уровнем риска, из них 56 отнесены к категории очень высокого риска.
При этом наблюдение за ледниками остается крайне ограниченным. В регионе Гиндукуш — Гималаи насчитывается около 40 тыс. ледников, но детально и регулярно на месте отслеживаются только 21. Это затрудняет оценку происходящих изменений и своевременное предупреждение об опасных процессах.
Авторы доклада рассматривают ускоренное таяние как результат сразу нескольких факторов. Главный из них — глобальное потепление. Дополнительную роль играет черный углерод — частицы сажи, которые переносятся воздушными потоками из густонаселенных районов Южной Азии и оседают на снегу и льду. Темная поверхность поглощает больше солнечного излучения и нагревается быстрее. По оценке исследования, на черный углерод приходится около трети потери массы гималайских ледников.
Таким образом, Гималаи сталкиваются одновременно с двумя связанными проблемами: сейчас ускоренное таяние повышает риск паводков и прорывов ледниковых озер, а в перспективе сокращение ледниковой массы будет уменьшать количество воды, поступающей в реки. Именно переход от временного избытка талой воды к ее дефициту и является главным смыслом приближения региона к «пику водоснабжения».
Доклад Prosperous and Resilient Himalayas подготовлен Systemiq совместно с Integrated Mountain Initiative при участии International Centre for Integrated Mountain Development (ICIMOD) и индийского Национального института гималайской окружающей среды имени Г. Б. Панта.
Posted in В мире, Вода, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
На Аляске испытали дроны для искусственного увеличения осадков
Rainmaker использовала дроны и систему мониторинга погоды, чтобы обрабатывать подходящие облака йодистым серебром. Его частицы способствуют образованию кристаллов льда в переохлажденных облаках. Кристаллы затем увеличиваются в размерах и выпадают из облака в виде осадков — дождя или снега.
Технология засева облаков известна с середины XX века. Ее смысл не в создании дождя из безоблачного неба, а в усилении осадков из уже существующих облаков при подходящих атмосферных условиях. Поэтому дроны не «управляют погодой» в полном смысле слова: они позволяют точнее доставлять реагент в нужную часть облака.
Rainmaker называет эксперимент доказательством того, что ее технология способна работать в больших масштабах. Компания планирует применять ее для увеличения водных ресурсов в засушливых районах западной части США, в том числе для бассейна реки Колорадо и Большого Соленого озера. При этом климатологи подчеркивают, что засев облаков сам по себе не способен компенсировать последствия изменения климата и продолжительных засух.
Главное ограничение эксперимента — цифра в 72 млн литров остается оценкой Rainmaker. The Independent не приводит независимого измерения этого объема и не сообщает о публикации результатов эксперимента в научном журнале. Поэтому корректнее говорить не о том, что дроны «создали 72 млн литров воды», а о расчетном количестве дополнительных осадков, которое компания связывает с проведением операции.
Posted in В мире, Климат, События, Технологии by Экосфера with comments disabled.
Ученые обнаружили новый очаг климатических экстремумов в Амазонии
Ученые проанализировали данные о температуре и осадках за 1981–2023 годы. Амазонию разделили на ячейки размером около 11 км и отдельно определили периоды сухого сезона для разных участков региона. Такой подход позволил сравнить не только изменение средних температур, но и то, как меняются наиболее жаркие и сухие периоды.
Разница оказалась существенной. В среднем температура в Амазонии росла примерно на 0,21 °C за десятилетие. Но максимальные температуры в сухой сезон увеличивались в среднем примерно на 0,49 °C за десятилетие. За 43 года это соответствует росту примерно на 2,11 °C.
Еще более резкие изменения ученые обнаружили в центрально-северной Амазонии. На территории площадью более 700 тыс. км² — около 10% всего бассейна — экстремальные температуры сухого сезона повышались как минимум на 0,75 °C за десятилетие, то есть более чем на 3,22 °C с 1981 года.
При этом южная Амазония действительно остается регионом с наиболее быстрым ростом средних температур. Однако картина меняется, если смотреть именно на экстремальные значения. Наиболее заметный рост экстремальной жары и связанного с температурой дефицита влаги приходится на центрально-северную часть бассейна.
Особенность этого региона в том, что он в значительной степени находится за пределами так называемой дуги обезлесения — зоны, где особенно активно вырубают леса и преобразуют земли под сельское хозяйство. Поэтому локальная вырубка не может полностью объяснить обнаруженные темпы изменений. Исследователи связывают их прежде всего с глобальным изменением климата, хотя обезлесение и другие нарушения лесов способны дополнительно усиливать климатические риски.
Экстремальная жара и нехватка влаги повышают вероятность лесных пожаров, усиливают водный стресс растений и животных и могут приводить к резкому снижению уровня рек. Для местных сообществ это означает проблемы с транспортом по рекам и доступом к природным ресурсам. В последние годы Амазония уже сталкивалась с масштабными засухами, в том числе с особенно сильной в 2024 году.
Авторы подчеркивают, что средние климатические показатели могут скрывать наиболее опасные изменения. Если регион в целом становится теплее на небольшую величину, это еще не означает, что самые жаркие периоды меняются с той же скоростью. Именно экстремальные условия способны быстрее переводить экосистемы за пределы привычного диапазона и усиливать последствия засух, пожаров и других нарушений.
Posted in В мире, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
Урожай винограда во Франции может стать самым низким за 30 лет
Экстремальная погода повлияла непосредственно на виноград: из-за высокой температуры и дефицита влаги ягоды получили солнечные ожоги, стали мельче и начали увядать. Кроме того, жара ускорила созревание винограда и привела к более раннему началу сбора урожая. Во Франции в этом году сбор винограда в целом начался как минимум на неделю раньше, чем в 2025 году, а в некоторых районах Бордо — на две недели раньше.
Ситуация сильно различается по регионам. Одно из наиболее серьезных сокращений ожидается в Шампани — почти на 50% по сравнению с прошлым годом. В Юре прогнозируется снижение примерно на 37%, а в Бургундии и Божоле — примерно на треть. При этом в Бордо и Лангедок-Руссильоне урожай может оказаться выше прошлогоднего, хотя и там производство, за исключением отдельных регионов, остается ниже среднего уровня последних пяти лет.
Лето 2026 года стало для Франции самым жарким за всю историю наблюдений: средняя температура в июне, июле и августе составила около 24 °C, а почти половина территории страны пережила периоды с температурой 40 °C и выше.
При этом Agreste подчеркивает, что 34 млн гектолитров — пока предварительная оценка. Окончательные данные станут известны после завершения сбора урожая и официальных деклараций винодельческих регионов. Французское ведомство также отмечает значительные различия между регионами, поэтому итоговый показатель еще может измениться.
Дополнительную угрозу для качества вина создают лесные пожары. В ряде регионов, в том числе в Бордо, производители опасаются так называемого «дымового привкуса»: соединения из дыма могут проникать в кожицу ягод и впоследствии влиять на вкус вина. При этом крупные виноградники Бордо непосредственно огнем не пострадали.
На 7 сентября Agreste оценивает будущий объем примерно в 34 млн гектолитров, и окончательная цифра еще не определена.
Posted in В мире, Климат, Сельское хозяйство, События by Экосфера with comments disabled.
Азовское море теряет рыбное разнообразие на фоне осолонения
По данным Южного научного центра РАН, исторически в бассейне Азовского моря регистрировали более 140 видов рыб и круглоротых, относящихся к 47 семействам и 20 отрядам трех классов. Сейчас исследователи насчитывают около 80 видов. Шесть из них появились сравнительно недавно — это вселенцы или виды, прошедшие акклиматизацию.
Меняется не только число видов, но и структура рыбного сообщества. В промысловых уловах сегодня встречается около 40 видов рыб, однако объектами рыболовства считаются 25, а существенное промысловое значение имеют менее десяти видов.
Одним из наиболее заметных факторов перестройки экосистемы стало повышение солености. До 2007 года средняя соленость Азовского моря составляла около 10 промилле. Сейчас в самом море этот показатель достиг примерно 15 промилле, а в Таганрогском заливе он вырос более чем вдвое по сравнению с прежним уровнем. Для сравнения, соленость Черного моря составляет около 18 промилле.
Осолонение создает условия для проникновения в Азовское море видов, более характерных для солоноватых и морских вод, и одновременно меняет условия для привычных обитателей. В результате в промысловой структуре все заметнее становятся хамса, бычки и пиленгас.
При этом Азовское море исторически считалось одним из наиболее продуктивных водоемов мира. В прошлом биомасса рыб здесь достигала примерно 1,3 млн тонн, а годовой объем добычи — до 400 тыс. тонн. В уловах большую роль играли осетровые, лещ, сазан, тарань и другие виды.
Рост солености начался в 2007–2008 годах и, по оценке ученых, продолжается в среднем со скоростью около 0,25 промилле в год. Одной из причин специалисты называют сокращение пресноводного стока Дона. В бассейне реки в последние годы выпадает меньше осадков, а значит, в Азовское море поступает меньше пресной воды.
Осолонение уже отражается и на других компонентах экосистемы. В частности, ранее ученые связывали с повышением солености увеличение численности медуз.
Таким образом, изменения в рыбном составе Азовского моря — это не просто сокращение промысловых запасов. Меняется сама экологическая характеристика водоема: соотношение пресноводных и морских видов, состав сообществ и условия, в которых формируется его биологическая продуктивность.
Posted in Биоразнообразие, В России, Климат, События by Экосфера with comments disabled.
Угольная зависимость. Почему странам сложно отказаться от самой грязной энергии
Угольная промышленность в России зародилась еще при Петре 1. Именным Указом от 7 декабря 1722 года было велено искать каменный уголь в южных регионах Российской империи. В 1771 году была заложена первая угольная шахта, а сейчас в стране более 170 добывающих предприятий (54 шахты и 117 разрезов).
Уголь до сих пор остается самым главным источником энергии в мире. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2021 году на угольных электростанциях выработали почти 37% электричества, на втором месте — природный газ (23,5%).
Все это несмотря на хорошо известные экологические минусы угля: от загрязнения воздуха угольной пылью до усугубления парникового эффекта. Чтобы понять, как именно уголь воздействует на окружающую среду, проследим весь его путь от шахты до потребителя.
Проблемы шахт и карьеров
Исследование американских ученых показало, что разработка угольных месторождений вредит планете гораздо сильнее, чем считалось ранее. Оказалось, что выбросы метана производят не только действующие шахты, но и заброшенные. Отработанные пласты продолжают «коптить» парниковые газы. Шахты с каждым годом становятся все глубже, что еще больше увеличивает концентрацию метана.
Продолжительность жизни людей в регионах добычи угля значительно ниже, а уровень профессиональной заболеваемости среди шахтеров превышает средний показатель по стране в 20 раз. Практически у каждого работника несколько хронических заболеваний. Чаще всего это происходит из-за ненормированного графика, использования устаревших технологий, тяжелейших условий труда, запыленности, облучения, неблагоприятного микроклимата.
Население шахтерских городов также страдает от превышающей нормы концентрации вредных веществ воздухе, воде, почве и высокого уровня шума. Опасны даже заброшенные шахты: из-за подтопления территорий в реки поступают грязные производственные воды, а в атмосферу выделяются токсичные газы.
Кроме того, на предприятиях угольной промышленности в пустотах среди пород скапливается метан. Это опасно не только с точки зрения влияния на климат (метан — парниковый газ, в 25 раз активнее углекислого), но и приводит к масштабным авариям из-за регулярных нарушений техники безопасности. Так, в конце прошлого года взрыв на шахте «Листвяжная» унес жизни 51 человека, 92 — пострадали. В 2014 году в Турции в результате взрыва на шахте в Соме погиб 301 человек. Такие аварии случаются регулярно.
Смертность от угольной промышленности в 2,5 раза больше, чем от нефтяной, в 25 раз, чем от газовой и в тысячу раз от ядерной энергетики: даже после включения в анализ катастроф в Чернобыле и Фукусиме. В среднем в результате аварий на предприятиях угольной отрасли ежегодно гибнет не менее 50 человек.
Последствия транспортировки
Перевозят уголь с помощью железнодорожных и автоперевозок, углепроводов и морским транспортом. Железные дороги — основной способ транспортировки угля. По данным ОАО «РЖД», в 2021 году погрузка составила 371,7 млн тонн (+5,2% к 2020 году).
Во время загрузки железнодорожных полувагонов несколько десятков тонн угля выпускается из бункера и ударяется о дно, а вытесняемый воздушный поток высвобождает огромное количество пыли. Площадь загрязнения увеличивают грузовики, курсирующие между районами добычи и железнодорожными терминалами перевалки угля: в результате угольная пыль распространяется на значительные расстояния вокруг карьера и вдоль дорог.
В портах, где производится перевалка, дробление и сортировка угля чаще всего продолжают использоваться устаревшие технологии. В результате пыль распространяется как в акватории портов, так и в окрестные населенные пункты. Например, жители Приморского края рассказывают, как угольная промышленность отравляет их жизнь: сажа оседает на окнах и мебели, залетает в двигатели машин и тракторов, выводя их из строя, выпадает черный снег, увеличивается количество респираторных и легочных заболеваний.
Чем же так опасна угольная пыль? По сути это мелкие минеральные частицы, образующиеся при добыче, переработке и транспортировке сырья. В ней могут находиться некоторые твердые токсические вещества, например, свинец, фосфор, мышьяк, сурьма, бор, а также их соединения. Загрязнение угольной пылью опасно для здоровья человека, потому что вызывает различные респираторные заболевания, например, пневмокониоз. Ее высокая концентрация также приводит к взрывам и пожарам. Окружающей среде угольная пыль наносит не меньший вред. Оседая на листья растений, она блокирует поры и затрудняет фотосинтез и дыхание. Ее проникновение в почву изменяет физико-химические свойства, что тоже ухудшает рост и развитие растительности.
Опасное потребление
В 2020 году Центр исследований энергетики и чистого воздуха (CREA) оценили глобальную стоимость загрязнения воздуха от ископаемого топлива — более $8 миллиардов в день или 3,3% от мирового ВВП. Из-за выбросов ежегодно умирает более 4,5 млн человек по всему миру. Кроме того сжигание одной тонны угля приводит к образованию 2,7 тонн CO2. С учетом мировой добычи угля отрасль ответственна за образование более 20,1 млрд тонн выбросов — столько же производят все отрасли Китая за два года.
В атмосферу также выбрасываются взвешенные частицы, диоксид серы, оксиды азота, угарный газ. Воздействие этих загрязнителей повышает риск возникновения онкологии, сердечно-сосудистых заболеваний и органов дыхательных путей. Наиболее уязвимые группы — дети, пожилые, беременные женщины и люди со слабым иммунитетом.
Однако уголь, биомасса и отходы сгорают не полностью. На тепловых электростанциях образуются зола и шлаки, которые содержат токсичные элементы: ртуть, мышьяк, торий и др. Их хранят в резервуарах или просто отправляют на свалки, где они попадают в почву, а летучие соединения переносятся по воздуху вместе с дымовыми газами.
Еще одна опасность, связанная с угольными шахтами и ТЭЦ, которой часто уделяется недостаточное внимание, это радиоактивность. Она вызвана естественными радионуклидами, содержащимися в угле. Радионуклиды поступают в воздух из дымовых труб и оседают в почве. Вблизи станций в несколько раз превышаются не только фоновые, но даже предельно допустимые значения урана и тория, что вызывает онкологические заболевания и опасные мутации у населения.
Котельные, особенно с устаревшим оборудованием, тоже наносят вред природе. Хотя относительно ТЭС они выбрасывают меньше вредных веществ, КПД полезного действия при сжигании угля в котельных значительно меньше. Это приводит к недожогу топлива и высвобождению более опасных веществ, например, бензпирена. Эффективность сжигания угля напрямую влияет на уровень загрязнений — чем она выше, тем меньше выбросов. Самая низкая — у печей и котлов в частном секторе, самая высокая – у современных ТЭЦ.
Старые котлы, работающие на угле, древесине и щепе выбрасывают большое количество вредных соединений в атмосферу. В частном секторе небольшая высота труб (10-15 метров), из-за этого зимой в таких районах можно наблюдать черный клубящийся дым. Решить такую проблему можно только подключением домов к общей системе теплоснабжения или ликвидацией старых котельных.
Европа, COP26 и уголь: что будет дальше
По итогам климатической конференции COP26 в Глазго, 40 стран, а также представители бизнеса и финансовых институтов подписали обязательство о поэтапном отказе от угольной энергетики. Более богатым странам рекомендовано выбрать дату окончания в 2030-х годах, более бедным — в 2040-х. Пакт призывает прекратить субсидии на ископаемое топливо, но сроки страны и компании должны устанавливать себе сами.
Генсек ООН Антониу Гутерриш считает, что миру необходимо решительно отказываться от угля. Делать это предполагается поэтапно по трем направлениям:
- отмена планируемых проектов по строительству угольных электростанций;
- прекращение международного финансирования угольных электростанций и переключение инвестиции на проекты возобновляемой энергии;
- создание новых рабочих мест за счет развития чистых источников энергии, чтобы компенсировать, потерянные в угольной промышленности.
Переход на «зеленую» энергию начался в Европе еще несколько лет назад. В 2016 году первой страной, отказавшейся от добычи угля стала Бельгия. За ней последовали Швеция и Австрия, закрывшие все свои угольные электростанции в 2020. Великобритания обязалась закрыть угольные предприятия к 2024 году. В 2020 страна провела 5 тыс. часов без угольной электроэнергии, а ранее в этом же году побила новый рекорд ветроэнергетики — она обеспечивает более трети территорий страны. В 2021 году Китай отказался от строительства новых угольных электростанций за рубежом и обязался помогать другим развивающимся странам осваивать чистую и низкоуглеродную энергетику.
Но полностью исключить уголь из энергобаланса не так просто по экономическим причинам. По итогам 2021 г. многие страны Европы нарастили импорт топлива — более 50 млн. тонн угля из России или около 46% совокупного импорта, хотя сегодняшние санкции в корне изменят картину уже к концу 2022 года. Германия также продолжает открывать собственные угольные шахты в деревнях, чтобы обеспечить свое население стабильной и недорогой электроэнергией. Польша сохраняет и расширяет свою главную угольную шахту «Туров» в Богатыне несмотря на ежедневный штраф в размере 500 тыс. евро за игнорирование решения Верховного суда Европы (CJEU). По мнению геологов, продолжение разработки рудника приведет к опасным изменениям в структуре пород: немецкие и чешские города могут буквально уйти под землю.
Угольная отрасль оказалась в неоднозначной ситуации. С одной стороны, в тренде зеленого перехода он является самым грязным источником электроэнергии, а с другой — остается надежным ресурсом по доступной цене, спрос на который растет. Тем не менее, согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2050 году почти 90% электроэнергии будет производиться из возобновляемых источников.
Откажется ли от угля Россия?
Угольная промышленность обеспечивает 1,7 млн рабочих мест в пяти регионах России, где проживает 11 млн человек. Объем добычи растет: за последние 5 лет он увеличился в 1,3 раза, было введено 300 млн тонн новых добывающих мощностей. По данным на 2020 год, Россия занимает 6-е место как по добыче угля (5,2% от мирового производства), так и по его потреблению (3,27 эксаджоулей).
Полностью отказаться от угля в ближайшие годы страны не получится. Хотя и его потребление на внутреннем рынке не растет, экспорт будет продолжать увеличиваться. В 2021 году российский экспорт составил 215,1 млн тонн (49%), а на внутренний рынок было отгружено лишь 166,6 млн тонн (37%), всего же было добыто 438,4 млн тонн. По плану развития промышленности до 2035 года поставки практически полностью уйдут из Европы в Азиатско-Тихоокеанский регион: Индию, Таиланд и Малайзию.
Эксперты прогнозируют: добыча ископаемого топлива в России к 2035 году вырастет на 10-50% и составит от 485 до 668 млн тонн. Планируется развивать новые месторождения и строить терминалы по перевалке угля. При этом компании угольного сектора адаптируются к ESG-требованиям и вводят более экологичные технологии. В качестве примера можно привести АО «СУЭК», который построил в порту Мурманска экраны, защищающие город от угольной пыли. Помимо этого, предприятия отрасли вводят программы по разработке месторождений высококалорийного угля и обогащению угля, чтобы минимизировать выбросы пыли и углекислого газа.
Меры по экологизации отрасли поддерживает и правительство. В марте 2021 Виктория Абрамченко утвердила «дорожную карту» по сокращению негативного воздействия предприятий угольной промышленности на окружающую среду. Задача плана — внедрить современные и не причиняющие здоровью человека вреда технологий закрытой перевалки угля. Правительство также поддержало проект закона о повышении ответственности за санитарные и экологические нарушения при перевалке угля в портах.
Снижение спроса на уголь неизбежно вызовет экономические проблемы добывающих территорий. Например, среди регионов РФ по вовлеченности населения в малый бизнес Кемеровская область находится на 52-м месте, Республика Хакасия — на 75-м, Забайкальский край — на 77-м, Коми на — 82-м. Чтобы полностью прекратить добычу топлива, нужны четкие планы диверсификации экономики этих регионов.
В 2021 году такие планы были приняты для Кузбасса и Республики Коми. Общие инвестиции в новые проекты могут составить до 500 млрд. Только большая часть из них все равно будет связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, производства аммиака и карбамида, что едва ли поможет восстановлению окружающей среды. Другие проекты будут направлены на производство извести, алюминия, на строительство аэропорта, а также логистического центра онлайн-ретейлера Wildberries.
Минэнерго России выступает за развитие в стране углехимии (т.е. производство синтетического топлива). Это должно помочь отрасли постепенно адаптироваться к снижению экспортного спроса на уголь. Однако для развития этой отрасли нужны собственные технологии, квалифицированные кадры, стратегия развития и конкуренции на внешнем и внутреннем рынках.
По мнению экспертов, лучший вариант — превращение угольных областей в точки роста возобновляемой энергетики: производство ветряков, генераторов, лопастей. Это бы сделало экономику регионов устойчивее. В России уже есть подобный пример: открытие ветроэлектростанции в бывшем шахтерском моногороде Гуково (Ростовская область).
***
Европа идет к низкоуглеродному будущему быстрее, чем Россия, Индия и другие развивающиеся страны. Использование угля в энергобалансе скорее всего сохранит сегодняшние позиции еще на 5-10 лет, ведь страны АТР, Африки, СНГ потребляют большое количество этой энергии. Тем не менее растущая популярность ESG ведет к переходу на устойчивые источники энергии в мировом масштабе.
Posted in Взгляд, Земля, Климат, Обзор, Экономика, Энергетика by Экосфера with comments disabled.