Глобальное потепление сдвинет ветряки на юг
Американские климатологи с помощью математического моделирования выяснили, как рост концентрации парниковых газов повлияет на изменение карты ветров Земли. Оказалось, что в ближайшие десятилетия в средних широтах Северного полушария мощность ветров может заметно снизиться, пишут авторы исследования в Nature Geoscience. Это значит, что ветряные электростанции в будущем нужно будет устанавливать значительно южнее, чем это делается сейчас.
Использование ветра в качестве источника энергии — один из основных путей замещения углеродной энергетики, которая является одним из основных источников углекислого газа в атмосфере и считается одной из причин глобального потепления. Многие страны пошли именно по этому пути, и с 2006 года количество ветроэнергетических установок выросло почти на четверть. Тем не менее все современные оценки будущей эффективности ветроэнергетики основаны на текущем состоянии климата. Поэтому проектируют, строят и оценивают эффективность ветроэлектростанций, исходя из современной интенсивности и направления ветров. Однако в результате как естественных климатических явлений, таких как Южная осцилляция, так и непрекращающегося роста содержания углекислого газа в атмосфере, ветровая карта Земли в ближайшее время может существенно поменяться.
Группа климатологов из Колорадского университета в Боулдере под руководством Кристофера Карнаускаса (Kristopher Karnauskas) с помощью компьютерного моделирования оценила, как может повлиять выброс парниковых газов на изменение мощности ветров в ближайшее время. Для этого они использовали компьютерную модель CMIP5, в которой рассмотрели два возможных сценария увеличения содержания парниковых газов в атмосфере в ближайшие несколько десятилетий. Эту модель уже проверяли на распределении мощности ветров в прошлом и она с большой точностью реконструировала годы максимумов мощности на всех континентах, кроме Антарктиды.
Оказалось, что для обоих сценариев динамики выбросов моделирование предсказывает очень неоднородное изменение мощности ветров на Земле в ближайшие десятилетия. При этом сценарий динамики выбросов влияет только на величину изменения, но не на общую тенденцию. Так, в США к 2050 году ветер в среднем должен стать слабее примерно на 8–10 процентов, а к 2100 году — на 14–18 процентов. А, например, в Бразилии — наоборот, к 2050 году средняя мощность ветра вырастет более чем на 20 процентов, а к 2100 году — более чем на 40 процентов.
В целом, в Северном полушарии интенсивность ветров на средних широтах заметно снизится, а в тропических зонах и в Южном полушарии интенсивность ветров будет, наоборот, увеличиваться. Все эти изменения, по словам климатологов, связаны с перераспределением температуры поверхности Земли и сменой направлений атмосферных потоков.
Авторы работы отмечают, что несмотря на то, что эти результаты нельзя считать точными предсказаниями климатических изменений на Земле в течение в XXI века, они дают информацию об общих тенденциях. Эти данные могут оказаться весьма полезными при проектировании и строительстве ветроэлектростанций в ближайшем будущем — вероятно, в более южных областях, чем это делается сейчас.
Заметная асимметрия климатических изменений для Северного и Южного полушарий характерна не только для карты мощности ветров. Например, недавно климатологи промоделировали возможные последствия солнечной геоинженерии на Земле, и для разных полушарий влияние оказалось практически противоположным: если в Южном полушарии она приведет к увеличению количества тропических циклонов, то в геоинженерия в Северном полушарии может повлечь за собой мощные засухи в Африке.
Александр Дубов
Для этого скорость адаптации кораллов должна составлять не менее 0,1 градуса за 10 лет
Если ограничить антропогенные выбросы парниковых газов, то многие коралловые рифы смогут выжить благодаря повышению их термической устойчивости, которое уже наблюдается на рифах архипелага Палау и составляет сейчас 0,1 градуса Цельсия за 10 лет. Если же не ограничить выбросы, то от обесцвечивания кораллы не спасет даже в три раза более интенсивное повышение их термической устойчивости. Такие прогнозы содержит исследование, опубликованное в журнале Nature Communications. Коралловые рифы — важнейшие для биоразнообразия высокопродуктивные экосистемы океана. Уже несколько десятилетий они подвергаются значительному антропогенному воздействию, что приводит к их обесцвечиванию и вымиранию. Известно, что наибольший ущерб кораллам приносит повышение температуры морской воды во время морских волн жары и ее подкисление за счет роста концентрации углекислого газа в воздухе и его последующего растворения в воде. При этом отдельные коралловые рифы уже продемонстрировали более высокую устойчивость к обесцвечиванию с помощью механизмов смены видового состава сообщества, генетической адаптации и акклиматизации. Однако скорость действия таких механизмов и их эффективность пока не ясны. Ученые под руководством Лиама Лакса (Liam Lachs) из Ньюкаслского университета исследовали и спрогнозировали термическую устойчивость кораллов на примере рифов архипелага Палау в Микронезии. Известно, что местные кораллы подверглись воздействию сильных морских волн в 1998, 2010 и 2017 годах, но при этом в 2017 году их обесцвечивание было гораздо менее выраженным, чем в предыдущие два раза, то есть они уже проявили признаки климатической адаптации. Их термоустойчивость с 1998 росла на 0,1 градуса Цельсия каждые 10 лет. Адаптацию кораллов вблизи Палау авторы объяснили тем, что в 1998 году на волне морской волны жары произошла селективная генетическая зачистка кораллов из таксонов Acropora и Pocillopora: выжили только наиболее термоустойчивые, и тем самым увеличили частоту генов термоустойчивости в оставшейся популяции. Также авторы отметили, что кораллы во внутренних лагунах Палау содержат высокую долю симбионтов рода Durisdinium, которые повышают термоустойчивость хозяев. Опираясь на данные о температуре морской поверхности и спутниковые снимки, отслеживающие изменение окраски кораллов в акватории Палау, ученые смоделировали отклик кораллов на потепление по разным сценариям антропогенных выбросов парниковых газов — от RCP 2.6 до RCP 8.5 — в которых количество антропогенных выбросов парниковых газов меняется от серьезно сниженного до неограниченного. При этом они учитывали разную возможную скорость повышения термической устойчивости кораллов: от нуля до 0,3 градуса Цельсия за 10 лет. Согласно выводам авторов, для некоторых коралловых рифов в мировом океане возможна полная климатическая адаптация (то есть высокая выживаемость рифов) к концу века, если скорость повышения их термической устойчивости будет составлять не менее 0,1 градуса Цельсия за 10 лет, а антропогенные выбросы парниковых газов будут очень низкими или умеренными. При таких же сценариях антропогенных выбросов и скорости повышения термической устойчивости, равной 0,3 градуса Цельсия за 10 лет, адаптироваться смогут практически все коралловые рифы мира. А вот при отсутствии ограничений на антропогенные выбросы даже при повышении термической устойчивости на 0,3 градуса Цельсия за 10 лет коралловые рифы адаптироваться к потеплению не смогут, их массовая гибель из-за обесцвечивания лишь сдвинется на несколько десятилетий. Ранее ученые установили, что рыбки-фермеры Stegastes diencaeus помогают кораллам восстановиться после обесцвечивания: они отгоняют других рыб, которые могли бы объесть кораллы, а также удобряют воду, что повышает шансы на возвращение эндосимбионтов кораллов.