Единство в науке: перезагрузка действий по борьбе с изменением климата

Состояние науки о климате: необходимость принятия срочных и масштабных мер в области изменения климата

Изменение климата, вызванное деятельностью человека, привело к широкомасштабным и быстрым изменениям в атмосфере, океане, криосфере и биосфере. 2023 год стал самым теплым за всю историю наблюдений с большим отрывом от других и сопровождался повсеместными экстремальными погодными условиями. Эта тенденция сохранилась и в первой половине 2024 года.

Глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) выросли на 1,2 % в период с 2021 по 2022 год, достигнув 57,4 миллиарда тонн эквивалента углекислого газа (CO2). Усредненные по всему миру приземные концентрации CO2, метана (CH4) и закиси азота (N2O) также достигли новых максимумов.

На момент принятия Парижского соглашения прогнозировалось, что к 2030 году выбросы парниковых газов увеличатся на 16 % по сравнению с 2015 годом. Теперь этот прогнозируемый рост составляет 3 %, что свидетельствует о достигнутом прогрессе. Тем не менее, разрыв в выбросах на 2030 год остается большим. Чтобы ограничить глобальное потепление уровнем ниже 2 °C и 1,5 °C (выше уровня доиндустриальной эпохи), глобальные выбросы парниковых газов в 2030 году должны быть сокращены на 28 % и 42 % соответственно по сравнению с уровнями, прогнозируемыми в рамках текущей политики.

С учетом существующей политики и определяемых на национальном уровне вкладов (ОНУВ) (которые представляют собой национальные усилия по ограничению глобального потепления до уровня значительно ниже 2°C), предполагается, что глобальное потепление будет удерживаться на уровне максимум 3°C в течение столетия. Только при самом оптимистичном сценарии, когда все условные ОНУВ и обязательства по нулевому показателю будут выполнены в полном объеме, прогнозируемое глобальное потепление будет ограничено 2 °C, при этом вероятность ограничения глобального потепления до 1,5 °C составляет всего 14 %.

Существует 80%-ная вероятность того, что глобальная средняя приземная температура по крайней мере в течение одного из следующих пяти календарных лет превысит на 1,5 °C доиндустриальный уровень, и 47%-ная вероятность того, что средняя температура за пять лет в 2024—2028 годах превысит этот порог. Установленный Парижским соглашением порог в 1,5 °C относится к долгосрочному потеплению, в среднем более чем за 20 лет.

Необходимы срочные меры по смягчению последствий, а также адаптация к изменению климата.

Однако в каждой шестой стране по-прежнему отсутствует национальный инструмент планирования адаптации, и сохраняется значительный дефицит финансирования, при этом с 2020 года поток международного государственного финансирования адаптации сокращается.

Искусственный интеллект и машинное обучение: революция в прогнозировании погоды

Благодаря быстрому прогрессу искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО) могут сделать успешное моделирование погоды более быстрым, дешевым и доступным для стран с низким уровнем дохода и ограниченными вычислительными возможностями.

Традиционно прогнозирование погоды опирается на физические модели с помощью процесса, известного как численное прогнозирование погоды. Модели ИИ и МО обучаются на основе данных реанализа и наблюдений, что позволяет ускорить и удешевить прогнозирование погоды. Некоторые оценки показали потенциал ИИ и МО для прогнозирования опасных явлений, таких как тропические циклоны, и долгосрочных прогнозов Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Перед нами открываются огромные возможности, но также и множество проблем, в частности, ограниченное качество и доступность данных. Существующие модели ИИ и МО не включают в себя более трудно прогнозируемые переменные, связанные с океаном, сушей, криосферой и углеродным циклом.

Для того чтобы ИИ и МО служили глобальному благу, необходимо сильное глобальное управление. Повышение прозрачности будет иметь большое значение для укрепления доверия и разработки стандартов ответственного использования.

Наблюдения за Землей из космоса

Невероятные достижения последних десятилетий в области космических наблюдений за Землей открывают широкие возможности для будущего.

Наблюдения за системой Земля с высоким разрешением и высокой частотой имеют решающее значение для эффективного прогнозирования погоды, климата и мониторинга окружающей среды.

Благодаря партнерству между государственным и частным секторами инновации в области космических наблюдений за Землей могут быть использованы для улучшения метеорологических, климатических, гидрологических и других связанных с окружающей средой применений.

Однако реализация всего потенциала космических наблюдений за Землей в поддержку глобальных целей сдерживается серьезными проблемами. Остаются пробелы в точном измерении важнейших параметров океана, климата, аэрозолей и гидрологических параметров, а также в охвате малоизученных областей, таких как криосфера.

Кроме того, проблемой являются доступность и стандартизация данных, особенно для развивающихся стран.

Для поддержки наблюдений за Землей из космоса в целях изучения погоды, климата, водных ресурсов и других связанных с окружающей средой применений необходимы международное сотрудничество, всеобъемлющая система управления комплексными системами наблюдений и инновационные модели финансирования. 

WMO calendar competition 2024 - Pramod Kanakath (Indonesia)

Соединяя виртуальную и физическую сферы: использование иммерсивных технологий для управления водными и земельными ресурсами

Социально-экономические последствия и изменение климата приводят к истощению водных и земельных ресурсов, угрожая продовольственной и водной безопасности. Иммерсивные технологии, такие как виртуальные макеты, виртуальная реальность и метавселенная, могут произвести революцию в комплексном управлении земельными и водными ресурсами, предлагая интерактивные и основанные на данных решения, которые соединяют физический и цифровой миры. Начиная с моделирования паводков и засух и заканчивая прогнозированием стока и накопления воды, а также деградации земель, они способствуют принятию решений и вовлечению различных заинтересованных сторон.

Виртуальные макеты — это виртуальное представление, разработанное для точного отображения физического объекта или системы. Метавселенная — это интегративная экосистема виртуальных миров, которая обеспечивает эффект присутствия.

К числу трудностей относятся ограничения в наличии и качестве данных. Недостаточен также доступ к устойчивым механизмам финансирования и эффективным структурам управления, а также отсутствует доверие и понимание со стороны общественности.

Международное сотрудничество, обмен знаниями и надежные многосторонние механизмы имеют решающее значение для внедрения этих инновационных решений.

На пути к устойчивому будущему: роль трансдисциплинарных подходов

Глобальные проблемы, такие как изменение климата, снижение риска бедствий и устойчивое развитие, не могут быть решены только с помощью одной формы знаний — они требуют трансдисциплинарного подхода, объединяющего участников в различных экологических, социальных и культурных контекстах для совместного создания и реализации решений.

Традиционные подходы часто фокусируются на понимании аспектов естественных и социальных наук, политики и общества по отдельности.

Трансдисциплинарный подход объединяет различных участников, таких как ученые, политики, практики и гражданское общество, включая местные общины и коренные народы, для совместного накопления знаний и разработки решений, соответствующих местным условиям. Он отличается от междисциплинарного подхода, при котором эксперты из разных дисциплин работают над одним и тем же вопросом по отдельности.

Например, привлечение ученых, политиков, практиков и местных и коренных общин с самого начала расширяет понимание последствий изменения климата на местах и предлагает более полную перспективу.

Это также укрепляет доверие к таким учреждениям, как национальные метеорологические и гидрологические службы (НМГС).

Будущее, в котором каждый человек будет защищен спасительными системами заблаговременных предупреждений

Системы заблаговременных предупреждений о многих опасных явлениях (СЗПМОЯ) имеют решающее значение для защиты жизни людей, средств к существованию и окружающей среды. Факты свидетельствуют о том, что смертность от стихийных бедствий в странах с ограниченным или умеренным охватом СЗПМОЯ почти в шесть раз выше, чем в странах с существенным или полным охватом.

Достигнут определенный прогресс, и более половины стран мира в настоящее время сообщают о наличии СЗПМОЯ. Однако сохраняются значительные пробелы.

Инициатива «Заблаговременные предупреждения для всех» (ЗПДВ) направлена на то, чтобы к концу 2027 года каждый житель Земли был защищен от опасных метеорологических, гидрологических или климатических явлений с помощью жизненно необходимых систем заблаговременных предупреждений (СЗП). В рамках инициативы подчеркивается важность охвата естественных и социальных наук, технологических достижений и трансдисциплинарных подходов.

Для расширения масштабов деятельности по ЗПДВ среди заинтересованных сторон решающее значение будут иметь инновации в области науки, технологий и инструментов, таких как искусственный интеллект (ИИ), многоканальные и цифровые коммуникационные платформы и гражданская наука. Используя эти достижения и обеспечивая их достаточными ресурсами, мы сможем добиться кардинальных изменений, чтобы заблаговременные предупреждения для всех стали реальностью для сообществ по всему миру.