Содержание

Презентация - Факторы, определяющие климат России

Текст этой презентации

Слайд 1

р. Климат России.т/у Климатообразующие факторы
Раскинулась Россия. От севера до юга: Когда в одном краю весна, В другом – снега и вьюга… Н.Забила

Слайд 2

Слайд 3

Климат России

Слайд 4

«Факторы , определяющие климат России» Сегодня на уроке мы получим знания о климатообразующих факторах и их роли в формировании климата на территории России

Слайд 5

Что такое погода? Что такое климат?

Слайд 6

Климатообразующие факторы:
1) Географическая широта, 2) солнечная радиация, 3) циркуляция воздушных масс, 4) подстилающая поверхность, 5) рельеф (высота местности над уровнем моря, направление горных хребтов), 6) близость морей и океанов, 7) морские течения, 8)Антропогенное воздействие.

Слайд 7

Основные климатические показатели:
Количество тепла Количество осадков и распределение их по сезонам года Испаряемость Коэффициент увлажнения

Слайд 8

Географическая широта
Большая протяженность России с севера на юг определяет разное количество солнечного тепла, получаемое той или иной территорией

Слайд 9

30º
30º
60º
60º

90º
90º
Сев. холодный
Южн. холодный
Сев. умеренный
Южн. умеренный
Жаркий
Зависимость нагревания поверхности Земли от угла падения солнечных лучей
Мало тепла
Много тепла
Мало тепла

Слайд 10

Влияние географической широты на климат.

Слайд 11

(ккал/см )
2

Слайд 12

Солнечная радиация
Количество тепла и света, приходящееся на единицу поверхности.
прямая
отраженная
Рассеянная 25%
Отражение от верхней границы атмосферы 5 %
Поглощенная 45 %
Тепловое излучение Земли
Суммарная = = прямая + рассеянная Географическая широта Состояние атмосферы Характер подстилающей поверхности.
Добавить пояснения и картинки к видам радиации
Суммарная радиация - общее количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли.

Слайд 13

Суммарная радиация
ГШ
Состояние атмосферы
Характер подстилающей поверхности
Угол падения солнечных лучей
Облачность, запыленность

Снег отражает 70-80% суммарной радиации Тёмная пашня - 4% Зелёный луг - 20% Песок - 35%

Слайд 14

Снег 70 – 80 %
Характер подстилающей поверхности

Слайд 15

Зелёный луг - 20%
Характер подстилающей поверхности

Слайд 16

Практическая работа № 1 Задания: 1 группа: В каком из перечисленных городов России теплее. Москва; Тюмень; Красноярск; Хабаровск. 2 группа: Установите соотношение между территорией и количеством солнечной радиации, получаемой отдельными территориями России. 120 ккал/см2 а) Северный Кавказ 110 ккал/см2 б) северное побережье России 70 ккал/см2 в) средняя полоса России 90 ккал/см2 3 группа: Установите соответствие между показателями отражающей радиации и подстилающей поверхностью. а) песок 1. 4% б) зелёный луг 2.20% в) свежевыпавший снег 3.35% г) тёмные поля 4.90%

Слайд 17

вывод
Наибольшее количество солнечной радиации поступает на поверхность в южных районах нашей страны, поэтому именно там наблюдаются самые высокие температуры воздуха.

Слайд 18

Крупные массы тропосферы, отличающиеся своими свойствами (температурой, влажностью, прозрачностью)

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

АВМ – прогрев летом – суховей УВМ (мВУШ) – теряет влагу, прогревается летом - кВУШ
Трансформация воздушных масс
(изменение свойств под влияние подстилающей поверхностью)

Слайд 22

Континентальный
Формирование климата от близости морей и океанов
-3°
750мм
-16
470мм
406мм
-19
-8
1095мм
319мм
Резко континентальный
Морской
-28
Переходный от морского к умеренно континентальному

Слайд 23

Влияние морских течений на климат

Слайд 24

Влияние рельефа на климат

Слайд 25

Влияние рельефа на климат

Слайд 26

Прочитать текст юного климатолога. Найти ошибки за 3 минуты. Объясните ваше решение.«Территория нашей страны круглый год получает большое количество солнечной энергии. Количество поступающей энергии зависит от географической долготы. На формирование сурового климата России влияют: циркуляция воздушных масс, подстилающая поверхность, рельеф, близость морей и океанов морские течения, географическая широта. Господствующей воздушной массой в течении всего является умеренная, но также оказывают значительное влияние «тропическая и арктическая воздушные массы».Тихий океан оказывает большое влияние на климат России

Слайд 27

Самостоятельная работа

Слайд 28

1.Солнечная радиация 2.Радиационный баланс 3. Суммарная радиация 4.Трансформация воздушных масс 5. воздушная масса
А) подвижные части тропосферы, отличающиеся друг от друга своими свойствами (температурой, влажностью и прозрачностью). В Б) Разница между суммарной радиацией и её потерями на отражение и тепловое излучение. В) Излучение Солнцем тепла и света; Г) (прямая + рассеянная) Д) изменение свойств Е) Вихри с низким давлением

Слайд 29

Контроль и самопроверка знаний.
1.Определить какой показатель не относится к климатическим:
А) температура, Б) атмосферное давление, В) направление и сила ветра, Г) высота территории над уровнем океана. 2. Минимальное количество солнечной радиации наблюдается в России: А) на Севере, Б) на юге Сибири, В) на Юге Дальнего Востока, Г) на Черноморском побережье. 3.Наибольшее влияние Тихий океан оказывает на: А) Западную Сибирь, Б) Дальний Восток, В) Восточно - Европейскую равнину

4.Область резко континентального климата расположена: А) на севере Восточно-Европейской равнины Б) на юге Дальнего Востока В) на юге Западной и Восточной Сибири. 5.На климатические условия Западной Сибири оказывают влияние формы рельефа: А) Уральские горы Б) Верхоянский хребет В) Кавказ Г) горы Бырранга.

Слайд 30

Фронтальный опрос
1. Что такое климат? 2. Что такое погода? 3. Что такое климатообразующие факторы?
4. Перечислите климатообразующие факторы. 5. Что такое солнечная радиация? 6. Что такое суммарная радиация?

Слайд 31

Подведение итогов, выставление оценок.
Литература:
1.Баринова И. И. География. Природа.- Москва: Дрофа, 2014г. 2. Раковская Э. М., Баринова И. И. Физическая география России.- Москва: Просвещение, 2013 г.
3. Электронная книга. География 6-10 класс. Библиотека наглядных пособий.

Слайд 32

Воздушные массы – очень подвижные части тропосферы. При столкновении разных по свойствам воздушных масс образуются переходные зоны
Атмосферные фронты

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

С атмосферными фронтами связано развитие циклонов и антициклонов.

Слайд 36

Признаки Циклон Антициклон
Что это?
Как показаны на картах?
Атмосферное давление.
Движение воздуха.
Явления.
Размеры
Скорость перемещения.
Направление движения.
Место рождения
Погода

Слайд 37

Прохождение циклона

Слайд 38

Домашнее задание Параграф 17 (стр83-85)

Слайд 39

Спасибо за внимание

Географическое положение и климат для 8 класса

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Географическое положение и климат
Подготовила: В.В. Горяева учитель географии МБОУЛ №1

Слайд 2

Цель урока
Сформировать знания о климатообразующих факторах и их роли в формировании климата на территории России; развить практические навыки работы обучающихся с географическими климатическими картамикартами.

Слайд 3

Слайд 4

Россия – страна с самым суровым климатом. Суровость климата обусловлена географическим положением

Слайд 5

Слайд 6

Климатические факторы
Космические
Планетарные
Географические
Циркуляция атмосферы, океанические течения
Рельеф , подстилающая поверхность, удаленность от океана
Солнечная радиация

Слайд 7

Слайд 8

Широтное положнение обуславливает размещение России в трех климатических поясах. Основная её территория находится в субарктическом и умеренном поясе

Слайд 9

Для формирования климата чрезвычайно важно расположение территории по отношению к центрам действия атмосферы. Области высокого и низкого давления

Слайд 10

Области высокого и низкого давления меняется по сезонам года

Слайд 11

Области высокого и низкого давления определяют направление ветров

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Словарная работа

Слайд 22

Закрепление
Перечислите климатообразующие факторы На что влияет географическое положение? Какие воздушные массы действуют на территории России? Какое давление преобладает над Восточной Сибирью зимой? Ветры , господствующие на территории России? Почему муссоны не действуют над Восточной Сибирью?

Слайд 23

Рефлексия
Домашнее задание

Презентация на тему "Климат Свердловской области"

библиотека
материалов

Содержание слайдов

Номер слайда 1

Автор: учитель МБОУ СОШ №102 Сидельникова Н.С. Климат Свердловской области

Номер слайда 2

Цель урока: Продолжить анализ климатообразующих факторов. Установить закономерности распределения температуры воздуха и осадков. Выявить порайонные климатические особенности на основе понятия климатический сектор.

Номер слайда 3

Факторы климатообразования. Солнечная радиация. Циркуляция воздушных масс. Подстилающая поверхность.

Номер слайда 4

Климатообразующие факторы. Умеренный пояс Переходный сектор Восточно-Русский подсектор Континентальный сектор Западно-Сибирский подсектор Осадки:600-500 мм T января – 16-17 градусов Т июля - +16 +17градусов Осадки:400-500 мм T января – 17-19 градусов Т июля - +17 +18градусов Уральские горы КАВ Западные ветры КТВ КУВ Сибирский антициклон (зима) 62 с.ш. 56 с.ш. Полярный фронт летом КАВ МУВ Н

Номер слайда 5

Выводы: Климат области определяется действием трех климаобразующих факторов. На территории области господствует западный перенос В. М., что приводит к возникновению циклонов. Субмеридионально вытянутые горы приводят к проникновению КАВ с севера и КТВ с юга. В результате происходит резкая смена погоды. Барьерную роль выполняют горы: на западном склоне выпадает больше осадков, чем на восточном.

Номер слайда 6

Вопросы для закрепления материала: Какие факторы влияют на процессы климатообразования? Какие атмосферные фронты и где устанавливаются на территории области? Объясните распределение осадков на территории области? Что такое трансформация воздушных масс? Где на территории области этот процесс выражен наиболее ярко?

Номер слайда 7

Тест по климату области. 1. Самый продолжительный сезон года на территории области: а. лето; В. осень; Б.зима; Г. весна. 2. Различия температуры воздуха более заметны: А.летом; В.весной; Б. зимой; Г.осенью. 3.В Свердловской области преобладают ветры румбов: А.северных; В.западных; Б.южных; Г.восточных. 4.Установите соответствие между названием территории и количеством осадков, выпадающих на ней за год: I.Горы Урала 1. 400-500мм II.Западная часть области 2. 600-500 мм III.Восточная часть области 3.800-900 мм 5. Граница секторов на территории области проходит : А. по главному водоразделу; Б. по западному подножью горной полосы; В. по восточному подножью горной полосы; Г. по восточной границе Зауральской возвышенности.

Климат России. Климатообразующие факторы. / Уроки географии

Презентация Климат России. Климатический пояса. Климатообразующие факторы влияющие на климат России.  Всё это вы найдете в этой презентации. 

 

Для климата на всей территорий России характерно отчётливое разделение года на холодный и тёплый сезоны. Большая часть территорий страны лежит в умеренном поясе.

В пределах каждого пояса наблюдается существенные изменение климата направленное

с запада на восток (климатические области) и севера на юг (зональные типы климата).

Так, например, выделяются четыре подтипа климата в умеренном климатическом поясе: умеренно-континентальный, континентальный, резко-континентальный и муссонный (на Дальнем Востоке).

Зимой почти на всей территории России (в норме) устанавливается устойчивый снежный покров. Исключением являются южные районы Черноморского побережья. Лето на территории страны очень сильно отличается: в южных районах устанавливается жаркая погода, в то время как в северных районах лишь сходит снег и исчезают заморозки. Значительная часть страны характеризуется вечной мерзлотой.

На территории России циркуляционные процессы имеют не меньшее значение в обеспечении тепловыми ресурсами, чем радиационные. Вследствие различных физических свойств суши и океана происходит неодинаковое нагревание и охлаждение соприкасающегося с ними воздуха.

В итоге возникают перемещения воздушных масс различного происхождения — атмосферная циркуляция. Циркуляция протекает под влиянием центров высокого и низкого давления. Их положение и степень выраженности меняются по сезонам года, в связи с чем существенно меняются и господствующие ветры, приносящие на территорию России те или иные воздушные массы. Однако на большей части страны круглый год преобладают западные ветры, приносящие атлантические воздушные массы, с которыми связаны основные осадки.

 

 



Презентация по географии на тему Климатообразующие факторы (8 класс)

  • Презентации
  • Презентация по географии на тему Климатообразующие факторы (8 класс)

Автор публикации: Дронин Г.В.

Дата публикации: 07.11.2016

Краткое описание:



1

КЛИМАТООБРАЗУЮЩИЕ ФАКТОРЫ

2

Географическая широта Основная часть России лежит между 40º и 70ºс.ш., в пределах умеренного климатического пояса, север – в арктическом и субарктическом поясах.Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

3

Солнечная радиация Солнечная радиация - это вся совокупность солнечного излучения (теплового и светового) Количество солнечной радиации увеличивается с севера на юг.

4

Радиационный баланс России

5

Россия находится в зоне действия трех систем постоянных ветров: западных с Атлантики, муссонов с Тихого океана и северо-восточных со стороны Северного Ледовитого океана. Циркуляция воздушных масс

6

Размеры и конфигурация Большие размеры определяют удаленность центральных районов от океана, что приводит к возрастанию континентальности климата, которая проявляется прежде всего в более суровой зиме.

7

Влияние рельефа Приподнятый рельеф на востоке препятствует проникновению влажного воздуха вглубь страны, равнинный на севере - обеспечивает доступ Арктики, на западе – способствует проникновению влажного воздуха Атлантики, особенно до Урала.

8

Моря и океаны Атлантика оказывает наибольшее влияние на климат за счет западного переноса, делая климат более мягким. Тихий океан приносит летние осадки на восток страны. СЛО влаги не приносит.

9

Влияние течений Северо- Атлантическое течение Камчатское и Курильское течения Теплое Северо–Атлантическое течение создает климат менее суровый и более влажный, чем в других регионах России, лежащих на тех же широтах. Холодные Камчатское и Курильское течения снижают среднегодовые температуры воздуха, что особенно неблагоприятно сказывается в тёплый период года.

10

Каким будет климат?

Конспект урока и презентация по географии Климат и климатообразующие факторы


Конспект учебного занятия по географии для 6 класса на тему:
«Климат, климатообразующие факторы»
Шаткин Владимир Викторович
Учитель географии и биологии Первая квалификационная категория МКОУ «Нидымская основная школа» Эвенкийского муниципального района Красноярского края
Педагогическая идея урока:  «Единственный путь, ведущий к знаниям – это деятельность» Б. Шоу
Цель: создание условий для формирования представления о климате, клима- тообразующих факторах.
Задачи учебного занятия – достижение образовательных результатов:
- личностный результат –  развитие интереса и познавательной деятельности путем связи теоретического материала с ежедневными явлениями в жизни учеников, формировать умения работать в группах, проявлять потребность в самовыражении и самореализации.
- метапредметный результат – формирование умения читать графики, работать с текстом, таблицами, иллюстрациями, схемами.
- предметный результат –  формирование понятия "климат", «климатообразующие факторы», выявление условий образования климата; Тип учебного занятия: комбинированный урок
Вид учебного занятия: урок, практикум
Оборудование учебного занятия: мультимедийная установка, персональный компьютер, презентация, карточки – задания,  учебник , физическая карта полушарий.
Этапы учебного занятия
Название этапа Ведущая деятельность
Учителя учащихся
1. Организационный этап (1 мин) Здравствуйте! Меня зовут Владимир Викторович, я учитель географии и биологии
Поприветствуйте друг друга, улыбнитесь. Садитесь.
Сначала мне хотелось бы прочитать эпиграф нашего урока: «Единственный путь, ведущий к знаниям – это деятельность» Б. Шоу (записан на доске).
Ребята, результатом нашей деятельности на уроке будут полученные знания. 2. Этап фронтальной проверки домашнего задания
(5 мин) Фронтальный опрос: Блиц-опрос
- Что такое атмосфера?
- Какой газ составляет 78% воздуха?
- Как называется нижний слой атмосферы?
- Как изменяется температура воздуха с высотой?
- Насколько градусов измениться температура воздуха при подъёме на 3 км?
- Как называется разность между самой высокой и самой низкой температурой воздуха?
- От чего зависит нагревание земной поверхности?
- Что называется ветром?
- От чего зависит сила ветра?
- Где в России можно наблюдать муссон?
- Что такое погода?
Основное свойство погоды?
- Назовите основные элементы погоды?
- Что такое воздушная масса? Какими свойствами она обладает?
- Назовите основные типы воздушных масс. Дайте им характеристику.
- Что такое трансформация воздушных масс?
  Дети отвечают на вопросы
Воздушная оболочка Земли
Азот
Тропосфера
Понижается
На -18 градусов(На каждый км подъёма температура понижается на 6 градусов)
Амплитуда температур
От угла наклона солнечных лучей
Горизонтальное движение воздуха
От разности давления
На Дальнем Востоке
Состояние тропосферы в данном месте, в данное время или в какой-то промежуток времени
Изменчивость
Температура, атмосферное давление, влажность, направление и сила ветра, облачность
Большие объёмы воздуха тропосферы, различающиеся своими свойствами : влажностью, температурой, прозрачностью
Арктические, умеренные, тропические, экваториальные
Преобразование
3. Этап всесторонней проверки УУД
(5 мин) Учитель: Сейчас предлагаю вам выполнить задание с помощью такого активного метода обучения как Синквейн. Синквейн – это быстрый, но мощный инструмент для рефлексии, поскольку он дает возможность резюмировать информацию, излагать сложные идеи, чувства и представления в нескольких словах, что отнюдь не просто. Итак, вам будут предложены слова, вы должны составить один синквейн на двоих, с которым оба из вас будут согласны. Это, с одной стороны, облегчит процесс подбора слов, а с другой – поможет выбрать наиболее точные, образные.
Даны термины:
- ветер
- осадки
- погода
На выполнение задания дается 5 минут
Работа в парах по схеме:
Глобус (пример) ветер осадки погода
Назовите два прилагательных, которые его характеризуют Круглый, уменьшенный Назовите три действия, которые можно при этом выполнять Вращать, измерять, рассматри -ватьВыразите в одном предложении свое впечатление о слове Глобус похож на Землю Как одним словом можно обобщить слово Модель Учащиеся выполняют задание, после чего зачитывают варианты ответов.
4. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала
(5 мин) Учитель: Сейчас я представлю вашему вниманию одну из характеристик, касающуюся темы «Атмосфера», а вы определите, о чем идет речь?
Он чрезвычайно разнообразен. На севере он, исключительно холодный, а на юге - жаркий, по восточным и юго-восточным окраинам преимущественно влажный, а в центральных районах - засушливый.
- Как вы думаете, что это?(КЛИМАТ)
- Итак, какая тема нашего занятия ? «Климат, климатообразующие факторы». Ответы учеников
Климат
«Климат, климатообразующие факторы».
5. Этап усвоения новых знаний
(15 мин)  Вспомните, что такое погода?
(вешаю табличку на доске слово ПОГОДА, затем предлагаю вспомнить элементы погоды: температура, давление, ветер, осадки, облачность. Все элементы подписываю под термином ПОГОДА) - образуется кластер.Посмотрите пожалуйста в окно, какая сейчас погода?
- А какая погода была три месяца назад или год назад?
- Как вы поняли, что погода изменилась? (Действительно, погода в одном и том же месте постоянно меняется, но не каждый год одинаково. В один год зима теплее, а в другой – холоднее. В других районах Земли и сама погода, и ее чередование иные. Таким образом, каждой территории присущ свой режим погоды, или климат.
«Климат» в переводе с греческого означает «наклон». Наклон чего?
Сформулируйте сами определение климата
 
Как вы думаете, климат на всех территориях земного шара одинаков?
От чего он зависит? Что влияет на формирование климата? Каковы климатообразующие факторы?
Попробуем это выяснить.
 
- Проблема! Какими элементами характеризуют климат?
- Вернемся к нашим записям на доске, в правой части запишем понятие КЛИМАТ и выберите из предложенного списка элементы, характеризующие Климат (многолетний режим:Средняя многолетняя температура
Среднее годовое количество осадков
Зимнее солнцестояние
Преобладающие ветры (Среднегодовая «Роза ветров»)
Максимальная и минимальная температура января и июля
Тропики
Какой вопрос нам осталось разобрать?
Работа в группах (4 группы)
(5 мин)
Задание для 1 группы: Пользуясь учебником составьте на листе схему формирования климата, используя термины на доске.
Задание для 2,3,4 групп
Пользуясь учебником составьте схему влияния на климат климатообразующих факторов ( по 2 фактора на группу), используя термины на доске.
Проверка выполнения заданий (5 мин)
А теперь давайте выясним, как вы поняли новый материал? Ответы учеников
Погода- это
Состояние тропосферы в данном месте за определённый промежуток времени
Ответы учеников
Холодная, ясная, Была пасмурная , шёл снег
Ответы учеников
Ответы учеников
Наклон солнечных лучей
Климат – это многолетний режим погоды характерный для той или иной местности.
Каждой местности присущи свои особенности
климата
Работа с учебником,
Найдите в учебнике элементы климата и подставьте под понятием «климат»
на доске : «Климат»
Средняя многолетняя температура
Среднее годовое количество осадков
Преобладающие ветры
Климатообразующие факторы
Работа с учебником
Заранее заготовлены термины:
«Энергия Солнца»
«Циркуляция атмосферы»
«Влагообмен»
«Теплообмен»
Климатообразующие факторы
Географическая широта
Рельеф
Абсолютная высота
Отдалённость от океанов
Океанические течения
Подстилающая поверхность
Рассказ учеников сопровождается показом презентации, где показаны правильные ответы
Представитель 1 группы составляет свою схему на доске. Представители 2,3,4 групп объясяют свои схемы.
6. Этап проверки понимания учащимися нового материала
(2 мин) Вопросы на листочках для проверки и самопроверки , раздаются каждому на парту:
1.Что является элементом погоды? (Средняя суточная температура воздуха)
2.Что вызывает частую смену погоды? (приход воздушных масс)
3.В каких широтах нет различий между климатом и погодой? (в экваториальных)
4.Что в переводе с греческого означает слово климат? (наклон)
5.Как называется многолетний режим погоды, характерный для какой – либо местности? (Климат)
Самопроверка задания, поставьте + или -
Ответы вывешиваются учителем на доске: 1-В, 2-A, 3-Б, 4-Е, 5-Г. Ответы учащихся
А.Приход воздушных масс
Б.В экваториальных
В.Средняя суточная температура
Г.Климат
Е.Наклон
7. Этап закрепления нового материала
2 мин)1. По координатам - 60ºс.ш., 30ºв.д., и 51 ºс.ш., 30ºв.д. –
Определите города и установите, где климат теплее и почему?
Учащиеся по карте в атласе определяют города и описывают их климат. Методом сравнения определяют, где теплее и почему.
8. Этап инструктажа по выполнению домашнего задания Домашнее задание: §40, читать, отвечать на вопросы после §.
Попробуйте сделать прогноз погоды по народным приметам и оцените их достоверность. Проведите фенологические наблюдения. Учащиеся записывают домашнее задание в дневник
9. Подведение итогов урока: домашнее задание, формы оценивания учащихся
(2 мин) Итак, какую тему мы сегодня изучили? У Вас на столах лежат листочки, где написаны вопросы, на которые прошу Вас ответить:
Что нового я узнал(а) на уроке?
Чему научился(ась)?
Какие были трудности?
Как я себя оцениваю за работу на уроке?
Всем Спасибо, урок окончен! Ответы учащихся
Ученики отвечают на вопросы и сдают листочки учителю.

Климатообразующие факторы россии | основные главные климатообразующие факторы

Автор adminВремя чтения 38 мин.Просмотры 11Опубликовано

Основные климатообразующие факторы

Выделяют три главных климатообразующих фактора и факторы, влияющие на климат. Главные факторы — это факторы, определяющие климат в любой точке земного шара. К ним относятся: солнечная радиация, циркуляция атмосферы и рельеф местности.

Солнечная радиация — фактор, определяющий поступление солнечной энергии на те или иные участки земной поверхности. Количество тепла обусловливается геграфической широтой. От количества тепла напрямую зависят все жизненные процессы на Земле, а также другие показатели климата — давление, облачность, осадки, циркуляция атмосферы и т.д.

Циркуляция атмосферы — фактор, предопределяющий движение воздушных масс как по вертикали, так и по земной поверхности.

Обратите внимание

Благодаря этому осуществляется межширотный обмен воздуха, а также перераспределение его от поверхности в верхние слои атмосферы и наоборот.

Воздушные массы переносят облака, что определяет осадки; они в значительной мере перераспределяют давление, температуру и влажность воздуха, образуют ветры.

Рельеф — фактор, качественно изменяющий влияние двух первых климатообразующих факторов. Горные поднятия и хребты имеют специфический температурный режим и режим осадков в зависимости от экспозиции, ориентации склонов и высоты хребтов.

Они могут отражать большое количество солнечной энергии, создавать обширные затененные горные районы, а наиболее высокие вершины, удаленные от равнины на тысячи метров, солнечной энергии получают меньше и нередко покрыты льдами и снежниками в течение года.

Горы служат механическими преградами на пути движения воздушных масс и фронтов, в ряде случаев являются границами климатических областей, иногда изменяют характер атмосферы или исключают возможность обмена воздухом.

На поверхности Земли немало районов, где благодаря этому выпадает или очень много осадков, или их недостаточно. Так, сухость Центральной Азии объясняется тем, что по ее окраинам возвышаются мощные горные системы.

В горах климатические условия меняются с изменением высоты: с ее увеличением понижается температура воздуха, атмосферное давление падает, влажность убывает, количество осадков возрастает до определенной высоты, а затем уменьшается, ветер сложно меняется по скорости и направлению, изменяются и другие показатели климата. Все это позволяет выделить специфические для гор высотные климатические пояса.

Влияние равнинных поверхностей суши и поверхности Мирового океана сказывается в том, что они практически не искажают прямого воздействия двух первых климатообразующих факторов, получая соответствующее широте количество тепла и не искажая направления и скорости движения воздушных масс.

Важно

Кроме главных существуют факторы, оказывающие существенное влияние на климат в определенных (зачастую обширных) районах. В частности, распределение суши и моря и удаленность территории от морей и океанов. Суша и море нагреваются и охлаждаются по-разному.

Морские воздушные массы существенно отличаются от континентальных, но при продвижении в глубь материков они изменяют свои свойства. Поэтому на одной и той же широте наблюдаются значительные различия в температурном режиме и распределении осадков. Так, на параллели 60° с.ш.

средняя температура января в Атлантике 0°, в Санкт-Петербурге уже -8°, в Приуралье -14°, на Енисее -30°, а на Лене -40°С. Количество осадков уменьшается в этом же направлении: в прибрежных районах Норвегии их выпадает свыше 1000 мм, в Европейской части России — около 500 мм, в Восточной Сибири — около 300 мм в год. Различны и другие показатели климата.

Эти различия между прибрежным и внутриконтинентальным климатом позволяют выделить два подтипа климатов: морской и континентальный (иногда выделяют промежуточный подтип — переходный от морского к континентальному).

Климатообразующие факторы

Климат планеты не является постоянным, он меняется в течение времени. Иногда погода одного сезона текущего года может резко отличаться от погоды предыдущего года. Кроме того, в течение десятков, а тем более сотен и тысяч лет климатическая ситуация значительно меняется. На это влияют различные факторы. Их можно классифицировать следующим образом:

  • планетные – солнечная радиация, воздушные массы, вращение Земли вокруг своей оси и Солнца, влагооборот;
  • географические – широта местности, влияние течений океана, характер рельефа и подстилающей поверхности;
  • антропогенные – результаты деятельности людей, в частности загрязнение биосферы.

Среди этого количества климатообразующих факторов, ученые выделяют три основных, влияющих на климатические изменения. Это рельеф, радиация Солнца и циркуляция масс воздуха. Именно эти параметры влияют на формирование климата той или иной точки планеты.

От количества солнечной радиации, которая поступает на поверхность земли, зависит тепло, температура атмосферы и верхнего слоя литосферы. В разных частях планеты тепло распределяется неравномерно, в зависимости от географической широты.

Чем ближе к экватору, тем жарче, а к полюсам холоднее. На поступление радиации Солнца влияют такие климатические показатели, как циркуляция атмосферы, осадки, облачность и давление.

От радиации Солнца зависит протекание всех жизненных циклов планеты.

Перемещение воздушных масс над земной поверхностью обеспечивает климатические изменения. Они бывают континентальные и океанические, в зависимости от того, над какой частью планеты образовались. Во время циркуляции атмосферы перемещаются облака, влияющие на такие погодные показатели:

  • осадки;
  • влажность воздуха;
  • температура;
  • направление и сила ветра.

Основные формы рельефа – это горы и равнины, что значительно влияет на климат. Температурный режим, давление и скорость ветра в горах будет резко отличаться от показателей равнинной поверхности.

При этом состояние погоды отличается в предгорьях, на хребтах, склонах. Вершины гор покрыты ледниками и снегом.

На различные формы рельефа попадает разное количество солнечной радиации, а горы препятствуют движению воздушных масс.

Таким образом, на климат влияют различные факторы, среди которых важнейшее место имеет солнечная радиация, рельеф и воздушные массы. Все эти факторы взаимодействуют между собой и формируют как погоду в конкретной точке земного шара, так и влияют на климатические изменения Земли в целом.

Климат и погода. Климатообразующие факторы

В хозяйственной деятельности человека роль климата невозможно переоценить.

Климат оказывает влияние на соотношение тепла и влаги, влияет на условия протекания современных рельефообразующих процессов, участвует в формировании внутренних вод, в развитии и размещении флоры и фауны.

На протяжении всей жизни и деятельности человеку приходится учитывать его особенности. В изучение климата России огромный вклад внесли основатели климатологии А.И. Воейков, А.А. Каминский, П.И. Броунов, Б.П. Алисов, С.П. Хромов, М.И. Будыко и др.

Определение 1

Климат – это многолетний режим погоды, характерный для какой-либо местности.

Климат связан:

  • С количеством солнечной радиации, которая поступает на ту или иную территорию;
  • С перемещением воздушных масс;
  • С атмосферными фронтами;
  • С циркуляцией атмосферы;
  • С подстилающей поверхностью земли.
  • Унего есть свои основные показатели:

  • Температура воздуха;
  • Преобладающий ветер;
  • Годовое количество осадков и их режим.
  • Климатические показатели наносят на специальную тематическую карту, которая называется климатической.

    Ничего непонятно?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Определение 2

    Погода – это состояние атмосферы в данном месте и в данное время.

    Основными характеристиками погоды являются её элементы и явления.

    К элементам погоды относятся:

  • Температура воздуха;
  • Влажность воздуха;
  • Атмосферное давление.
  • Явления погоды – это:

  • Ветер;
  • Облачность;
  • Атмосферные осадки.
  • Явления погоды могут носить катастрофический характер, который проявляется в виде ураганов, ливней, засух, гроз.

    Погода характеризуется ещё совокупностью элементов и явлений. Например, при одинаковой температуре, но разной влажности погода будет разная. Погода в течение суток может меняться.

    Главные причины изменчивости:

  • Количество солнечного тепла, поступающего в течение суток;
  • Перемещение воздушных масс;
  • Атмосферные фронты;
  • Действие циклонов и антициклонов.
  • Поступление солнечного тепла в умеренных широтах часто нарушается сменой воздушных масс, прохождением атмосферных вихрей и фронтов.

    Факторы формирования климата

    Климат любой территории формируется благодаря воздействию целого ряда факторов, которые получили название климатообразующих. Анализ этих факторов раскрывает генезис климата и объясняет географическое распространение его элементов.

    Основные климатообразующие факторы:

  • Географическое положение территории;
  • Рельеф местности;
  • Особенности подстилающей поверхности;
  • Радиационные условия;
  • Циркуляция атмосферы;
  • Воздушные массы;
  • Атмосферные фронты.
  • Географическое положение территории определяет количество поступающей на её поверхность солнечной радиации. Положение России в умеренных широтах объясняет резкие изменения в количестве солнечного тепла по временам года.

    Например, архипелаг Земля Франца Иосифа получает $60$ ккал/кв см, а крайний юг страны получает уже $120$ ккал/кв см. Близость океанов тоже оказывает большое влияние на климат территории. Океаны оказывают влияние на распределение облачности и поступление более влажного воздуха на сушу.

    Россия на севере и востоке омывается водами двух океанов и, господствующий в умеренных широтах западный перенос воздушных масс, влияние морей ограничивает в пределах неширокой приморской полосы. В летний период большая облачность на Дальнем Востоке уменьшает солнечную радиацию.

    В районе хребта Сихотэ-Алинь она примерно равна величине суммарной солнечной радиации на севере Кольского полуострова, Ямале и Таймыре.

    На климат России существенное влияние оказывает рельеф местности.

    Большая часть территории России находится под влиянием Атлантики и Северного Ледовитого океана, что обеспечивается её открытостью к северу и северо-западу.

    Горы, расположенные по южной и восточной окраинам России, ограничивают влияние Тихого океана и Центральной Азии. В горах формируется особый горный климат, смена которого происходит с высотой.

    Помимо рельефа на климат оказывают влияние и другие особенности подстилающей поверхности. Например, наличие снежного покрова изменяет соотношение отраженной и поглощенной радиации, за счет высокого альбедо снега. Свежевыпавший снег отражает $80$-$95$ % радиации.

    Совет

    Разная отражающая способность у тундры, леса, сухих степей, лугов. Низкая отражающая способность характерна для хвойного леса – $10$-$15$ % всего. Темные поверхности почв поглощают тепла в три раза больше сухих светлых песчаных почв.

    С этим связано изменение температуры поверхности почвы и приземного слоя воздуха.

    Солнечная радиация – это основная энергетическая база формирования климата. Чем дальше от экватора, тем меньше солнечной радиации поступает на поверхность. Приходную часть радиационного баланса представляет суммарная радиация.

    Отраженная радиация – это расходная часть и зависит от альбедо подстилающей поверхности. В общем, более эффективным излучение становится в направлении с севера на юг. Самые северные острова России имеют отрицательный радиационный баланс.

    Максимального значения он достигает в Западном Предкавказье.

    Наряду с радиационными циркуляционные процессы на территории России имеют не меньшее значение. Суша и океан, в виду их разных физических свойств, нагреваются и охлаждаются неодинаково, что приводит к разному атмосферному давлению и перемещению воздушных масс – атмосферной циркуляции.

    Происходит смена господствующих ветров, приносящих разные воздушные массы. Но, надо сказать, что на территории большей части России в течение года преобладает западный перенос воздушных масс и связанные с ним осадки.

    Для России характерны три основных типа воздушных масс, определяющих черты её климата.

    Воздушные массы:

  • Арктическая воздушная масса;
  • Воздух умеренных широт;
  • Тропическая воздушная масса.
  • Хозяйственная оценка климата

    Жизнь человека и его хозяйственная деятельность находятся в тесной связи друг с другом. Не вся суша планеты имеет благоприятные условия для жизни, так считал французский географ Э. Реклю ещё в $ XIX$ веке.

    Об этом он писал в своем классическом труде «Человек и Земля». Те территории, где среднегодовая температура опускается ниже -$2$ градусов, ученый считал непригодными для жизни людей.

    Реклю ошибался, потому что в России расположены такие районы, где среднегодовая температура воздуха ниже значения им указанного. Северо-Восток России вообще достигает рекордных среднегодовых температурных величин -$10$, -$16$ градусов.

    Обратите внимание

    К любым неблагоприятным природным условиям человек научился адаптироваться, а в наше время адаптации помогает современное развитое производство, техника, новые способы защиты.

    Безусловно, для того, чтобы обеспечить нормальные условия для жизни людей в суровых северных районах, требуются дополнительные материальные затраты.

    Южные районы, где климат благоприятен для жизнедеятельности, используются как рекреационные зоны для оздоровительных целей, там создаются климатические курорты.

    Любая деятельность человека должна учитывать климатические особенности местности, будь это какое-либо строительство, работа транспорта, прокладка трубопроводов, строительство электростанций и др.

    Климат является важнейшим ресурсом для развития сельскохозяйственного производства, для которого очень важным является его агроклиматическая оценка. Разработка такой оценки и агроклиматическое районирование России принадлежит Д.И. Шашко. Поскольку Россия является северной страной и большое значение имеет зимний период, то суровость зимы и высота снежного покрова при агроклиматическом районировании были учтены.

    Определение 3

    Агроклиматические ресурсы – это сумма активных температур выше +$10$ градусов, обеспечивающие сельскохозяйственное производство.

    Температуры, благоприятные для произрастания растений, увлажнение почвы на территории колеблются в довольно широких пределах.

    Изменение этих показателей дает возможность возделывать разнообразные культуры от льна-долгунца до чая, от подсолнечника, сахарной свеклы до риса и сои.

    Хозяйственное и особенно сельскохозяйственное освоение территории должно учитывать и неблагоприятные климатические явления.

    К этим явлениям относятся:

  • Засухи и суховеи;
  • Ураганы и пыльные бури;
  • Заморозки в период вегетации;
  • Сильные зимние морозы;
  • Град и гололед;
  • Туманы и гололедица.
  • Замечание 1

    Учет этих особенностей климата важен, потому что в зоне рискованного земледелия находится большинство пахотных угодий России.

    Основные климатообразующие факторы России. Что такое климатообразующие факторы России?

    Климатообразующие причины — условия формирования определенного типа климата. Это предпосылки, действующие на температуры воздуха, количество осадков и другие принципиальные характеристики. Разглядим главные климатообразующие причины Рф — наикрупнейшей страны мира по площади местности.

    Солнечная радиация, географическая широта и другие климатообразующие причины

    Звезда нашей системы — главнейший источник тепла на Земле. Солнечное излучение и уровень радиации — одна из важных обстоятельств формирования климата.

    Из-за шарообразности планетки угол наклона лучей неодинаковый на экваторе, в тропиках и полярных широтах.

    Но не только лишь это условие определяет, какими будут температуры воздуха и времена года в той либо другой местности. Есть другие главные климатообразующие причины:

    • циркуляция воздушных масс;
    • широта местности;
    • особенности рельефа;
    • воздействие морей, океанов, близость других континентов.

    Солнечная радиация

    Не все лучи нашей звезды добиваются поверхности Земли, при всем этом величина поступающей энергии определяется местоположением местности и находится в зависимости от ряда других обстоятельств.

    Часть излучения (около 20%) отражается верхними слоями атмосферы. Около 30% рассеивается тучами, частичками пыли и каплями воды. Сумма складывается из рассеянной и прямой радиации, достигающей жесткой оболочки планетки.

    В этой последней форме выделяют поглощенное и отраженное излучение.

    Поглощение находится в зависимости от удельной теплоемкости и теплопроводимости подстилающей поверхности.

    Вода обладает большой удельной теплоемкостью, океаны и моря поглощают 95% прямой радиации, равномерно аккумулируют тепло летом, медлительно отдают зимой.

    Белоснежные снега, ледники поглощают около 15% и отражают 85% излучения, достигшего поверхности. Для чернозема показатель отражения — 4%.

    Важно

    Климатообразующие причины — это взаимосвязанные предпосылки формирования климата. Приведем примеры воздействия на радиационный баланс других критерий.

    Так, на местности Рф при движении с севера на юг суммарная солнечная радиация миниатюризируется приблизительно в 2,7 раза. На полуострове Сахалин, расположенном в Охотском море на востоке Рф, облака отражают 70% солнечного света.

    В итоге формируется более грозный климат, чем на тех же широтах в границах континента.

    Атмосферная циркуляция

    Главные предпосылки формирования и движения больших скоплений воздуха — неравномерное нагревание земной поверхности Солнцем. Это одно из основных критерий сотворения различного атмосферного давления на планетке.

    Свойства воздушных масс зависят от места их формирования, так, над океанами властвует морской воздух, он мокроватый, над континентом — сухой континентальный. Сокращенные буквенные обозначения для этих 2-ух разновидностей — соответственно М и К.

    Когда изучают климатообразующие причины Рф, то непременно охарактеризовывают три главных типа воздушных масс — арктические, умеренные и тропические. Они могут быть морскими и континентальными. Употребляются такие аббревиатуры: МАВ, КАВ, МУВ, КУВ, МТВ, КТВ.

    Типы господствующих воздушных масс определяют важные особенности климата и погоды:

    • атмосферное давление;
    • температуру в приземном слое атмосферы;
    • направление неизменных ветров;
    • прозрачность воздуха;
    • влажность.

    Воздушные массы способны трансформироваться, поменять свои физические характеристики, передвигаясь над поверхностью Земли из одних регионов в другие.

    Географическая широта

    Соотношение меж поступлением и расходование солнечной радиации — радиационный баланс — один из главных климатообразующих причин. Он оказывает влияние на термический режим земли и других поверхностей, нижних слоев атмосферы.

    От радиационного баланса зависит испарение воды, трансформация огромных масс воздуха, жизнь человека и растений.

    Но какой климатообразующий фактор является основным? Это географическая широта — расстояние от экватора до изучаемого участка на поверхности Земли.

    В июле угол меж лучами и земной поверхностью в Северном тропическом поясе освещенности равен практически 90°. Тогда на единицу площади приходится больше энергии, посильнее греется суша, а от нее — воздух. Чем далее от экватора и тропиков, тем холоднее.

    Воздействие географической широты на климат Рф

    Разглядим, как оказывает влияние главный климатообразующий фактор на примере Русской Федерации. Страна простирается от ледяной Арктики до субтропиков Кавказа, от балтийского побережья до Чукотки и морей Тихого океана.

    Климат существенно меняется с севера на юг и с запада на восток. Преобладает умеренный воздух, нередко вторгаются прохладные воздушные массы из Арктики, оказывают влияние Сибирский антициклон, мокроватый атлантический воздух.

    Велико обилие, но для Рф главным климатообразующим фактором является расстояние от экватора. При движении к южным границам страны увеличивается величина солнечной радиации. Чем поближе к Северному полярному кругу и Северному полюсу, тем холоднее. Таким макаром, от географической широты в главном зависит долголетний режим погоды в различных регионах страны.

    Рельеф, воздействие континентов и океанов — климатообразующие причины

    Не всегда рассредотачивание температур воздуха строго подчиняется закону широтной зональности и зависит только от солнечной радиации.

    Если соединить линиями городка Рф с схожими летними температурами, то просто увидеть, что изотермы июля размещаются в главном соответственно географической широте.

    Совет

    Но в европейской части Рф изотермы января 0, –8, –10 °С лежат севернее, чем в Сибири. Смягчает климат местности до Урала воздействие Атлантического океана и его теплых течений.

    Меридианально расположенная цепь Уральских гор задерживает мокроватый и теплый воздух, поступающий из Атлантики. На побережье Тихого океана изотермы июля ниже, чем на тех же широтах снутри страны, из-за воздействия летнего муссона и доминирования на полуострове Сахалине рассеянной радиации. При подъеме в горы температура падает даже на одной и той же широте.

    Азиатский максимум (Сибирский антициклон)

    Над территорией Монголии с ноября по март властвует область высочайшего атмосферного давления. Формируются воздушные массы с низкими температурами из КАВ, поступающего с севера.

    В это время года на климат региона практически не оказывает влияние Тихий океан. Горы Южной и Восточной Сибири препятствуют растеканию охлажденного воздуха.

    Результатом становятся самые низкие в Рф и во всем Северном полушарии температуры в приземном слое атмосферы (от –40 до –70 °С).

    Наблюдаются температурные инверсии, когда в котловинах застаивается прохладный воздух. Тогда на высоте около 2 км теплее приблизительно на +10…+20 °С, чем в снижениях и у поверхности земли. Выяснив, какие причины являются климатообразующими, мы удостоверились, что важны не только лишь сами предпосылки, да и сочетание критерий на определенной местности.

    Формирование климата

    В центре и на севере Европейской части Рф выпадает больше осадков, чем на той же широте в Восточной Сибири. На запад страны приходит МУВ с Атлантики, тут властвует циклоническая деятельность (низкие температуры воздуха, влажный снег, ливни).

    За Северным полярным кругом осадков выпадает не много, чувствуется воздействие КАВ, бедного влагой. В Сибири и на Урале континентальный климат отличается от европейских регионов страны.

    Лето тут относительно теплое и куцее, зима — длительная, очень прохладная.

    На юге в Астраханской области существенное воздействие оказывают такие климатообразующие причины: географическая широта и связанная с ней величина солнечной радиации, атмосферная циркуляция.

    Можно отметить воздействие на климат и погоду летом сухого и горячего КТВ, который приходит из Казахстана, Средней Азии.

    Обратите внимание

    Поступление таких же воздушных масс на Черноморское побережье Рф задерживают высочайшие горные хребты.

    Специальные условия Камчатки сформировались в критериях сочетания морского и резко-континентального типов климата. Для региона свойственны нередкие перемены погоды, сильные ветра, существенное количество осадков, зимой — в виде обильных снегопадов.

    Климатическое орудие

    Выясняя, что такое климатообразующие причины, мы основное внимание уделили природным процессам и явлениям. Требуется разъяснить такие факты, как увеличение среднегодовых температур воздуха и неравномерное выпадение осадков в последние десятилетия. Это естественная закономерность либо итог антропогенного конфигурации климата?

    Конкретный ответ на этот вопрос тяжело дать. Не затихают споры о том, применяется ли климатическое орудие, сотворено оно либо только разрабатывается.

    В особенности интенсивно вопрос дискуссировался во время экстремальной жары в Рф летом 2010 года. Температура в центральной части страны была на 10 °C выше средней для региона. Год был самым горячим с конца XIX века.

    Появились массовые лесные пожары, наблюдался всплеск смертности посреди населения.

    Климатическое орудие — это методы контроля над погодой в военных целях. Неприятелю причиняется вред в итоге природных аномалий (засух, наводнений). Над созданием климатического орудия ученые США и СССР начали работать посреди прошлого столетия.

    Подобные деяния противоречат Конвенции ООН, запрещающей военное использования средств воздействия на природную среду.

    Правительство США опровергает искусственное воздействие на атмосферу с целью причинения вреда другим государствам, популяции и окружающей среде.

    Погода и климат. Основные климатообразующие факторы. Климатические пояса земного шара

    Погодой называется состояние атмосферы над конкретной территорией в данный момент времени. Многолетний режим погоды в пределах конкретной территории называется климатом. Так как по характеру погоды один год отличается от другого, то надежными оказываются только те климатические показатели, которые выводятся за длительный (не менее 50) ряд лет.

    Основные климатообразующие факторы:

    1) Географическая широта: определяет среднюю высоту Солнца над горизонтом. Самое большое количество солнечной радиации на поверхность Земли поступает на экваторе и убывает к полюсам.

    2) Распределение суши и моря: водная поверхность и суша неодинаково нагреваются и остывают (в один момент времени суша летом будет горячее, а зимой – холоднее, чем расположенный на тех же широтах океан).

    3) Удаленность от океана вглубь материков: отражается на режиме температуры, влажности, определяет степень континентальности данного климата.

    Важно

    4) Течения: теплые течения в морях и океанах способствуют повышению температуры в прибрежных районах суши и увеличению осадков; холодные – понижают температуру на окраинах материков и препятствуют выпадению осадков. Так, климат восточных и западных побережий Южной Америки, Австралии и Африки, находящихся в пределах одного тропического климата, различен.

    5) Рельеф: на климат влияет направление горных хребтов, служащих препятствием для ветра и вторжения воздушных масс. Равнины, наоборот, позволяют континентальным или океаническим воздушным массам беспрепятственно проникать в соседние районы.

    6) Высота над уровнем моря: в среднем с высотой температура убывает на 0,6 °С/100 м и поэтому чем местность выше над горизонтом, тем климат там будет холоднее.

    7) Характер подстилающей поверхности, под которым понимают компоненты земной поверхности, взаимодействующие с атмосферой. Лес, например, уменьшает суточную амплитуду температур почвы и, значит, окружающего воздуха. Снег уменьшает потери тепла почвой, но он отражает значительное количество солнечных лучей, и Земля поэтому нагревается слабо.

    Деятельность человека: в городах температура воздуха выше, чем в окрестностях. Запыленность воздуха способствует образованию туманов, облаков, что ведет к сокращению продолжительности солнечного сияния и выпадению осадков. Хозяйственная деятельность человека порой имеет необратимое пагубное влияние на климат.

    Климат Земли формируют четыре типа воздушных масс: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические), которые распределяют свое действие по широтным поясам.

    Соответственно господствующей в формировании климата воздушной массе земную поверхность разделяют на климатические пояса. Выделяют основные климатические пояса, в которых в течение всего года действует одна и та же воздушная масса.

    Совет

    Таких поясов семь: один – экваториальный, по два тропических, умеренных, а также арктический (в северном) и антарктический (в южном полушарии).

    Пояса, в которых происходит чередование в течение года смежных типов воздушных масс, называют переходными климатическими поясами. В них летом действует воздушная масса, приходящая со стороны экватора, зимой – со стороны полюса.

    Таким образом, на земной поверхности выделяют 13 климатических поясов. В каждом поясе под влиянием суши и моря формируются континенталь­ные и морские подтипы воздушных масс и климатов (рисунок 3).

    Рисунок 3 – Климатические пояса (по Б.Н. Алисову)

    Экваториаль­ный пояс(5° ю.ш. – 10° с.ш.) – свойствен внутренней Амазонии, бассейну Конго и побережью Гвинейского залива, полуострову Малакка, Зондским островам и острову Новая Гвинея.

    В течение всего года климат формируют экваториальные воздушные массы.

    Для пояса характерны высокая температура (круглый год +24 °С и +28 °С) с незначительной годовой, более заметной суточной амплитудой; восходящее движение воздуха, большое количество осадков (от 1000 до 3000 мм), равномерно распределенных в течение года. Мощные кучевые и кучево-дождевые облака образуются благодаря тому, что теплый воздух под­нимается вверх, охлаждается, и осадки выпадают в виде ливней практически каждый день.

    Влажность воздуха в экваториальном климате колеблется от 81 до 85 %. Времен года нет. Длина дня в течение года ровна ночи.

    Субэкваториальный климат (примерно до 20° с. и ю. ш.) характер­ны два сезона: летом господствует эк­ваториальныйвоздух и очень влаж­но, а зимой — тропическийвоздух и очень сухо.

    Средняя температура воздуха во все месяцы колеблется в пределах от +25 до +30 °С. Лето жаркое, средняя температура воздуха выше 30 °С, самый жаркий месяц обычно предшествует началу летнего муссона.

    Зима заметно прохладнее лета, разница температур возрастает по мере удаления от экватора.

    Годовое количе­ство осадков на равнинах 1000 – 2000 мм, на склонах гор – до­стигает 6000 – 10 000 мм. Почти все осадки выпадают летом. Зимние муссоны приносят осадки, но только на обращенные к ним наветренные склоны гор. На равнинах зимой сухо.

    Продолжительность сухого периода в субэкваториальном поясе составляет от одного месяца на границе с экваториаль­ным климатом до11 месяцев на границе с тропическими пустынями. Влажность воздуха в субэкваториальном климате составляет 70 и 87 %.

    Тропические пояса(20 и 30° с. и ю. ш. по обе сто­роны тропиков). Целый год здесь господствует тропический воздух, по­этому климат в центральных районах континентов жаркий и сухой.

    Преоб­ладают ветры пассаты.

    Обратите внимание

    70 % и более радиационного тепла расходуется на нагревание песков пустынь и затем из-за высокого альбедо песков и безоблачного неба непроизводительно излучается за пределы Земли.

    Средняя температура июля достигает +40 °С в Северном полушарии и +35 °С – в Южном. Абсолютные максимумы температуры воздуха здесь наивысшие на Земле: +57 – +58 °С во внутренних районах Северной Америки (Долина Смерти) и в Сахаре, +55 °С – в Австралии.

    Сезонные колебания температуры воздуха гораздо больше, чем в экваториальном поясе. Зимой температура опускается до +10 – +15 °С. По всей Сахара зимой возможны слабые заморозки с выпадением снега при вторжениях холодного воздуха с севера. Особенно велики суточные колебания температур: до 40° в воздухе и 80° на почве.

    Ночи холодные даже летом за счет сильного охлаждения при ясном небе.

    Облачность незначительная, осадков очень мало – меньше 250 мм за год, а нередко даже меньше 100 мм. Выпадают они очень редко, кое-где в Аравии и Сахаре лишь раз в несколько лет, но зато в виде ливней.

    Их количество увеличивается в восточных частях материков, которые находятся под влиянием пассатов, дующих с океана, и теплых течений. На западе и в центре материков климат сухой, пустынный.

    Поэтому выделяют две области тропического климата: пу­стынную (свойственна центральным материковым регионам)и влажную.

    Климат западных окраин материков (морская разновидность пустынного климата) обусловлен холодными течениями, обратной стратификацией воздуха и пассатной циркуляцией, уносящей водяной пар от материка в океан.

    В восточных регионах материков тропических поясов климат влажный тропический. Сюда поступают морские воздушные массы пассатов, и осадков выпадает значительное ко­личество.

    Субтропические пояса(30 – 40° с. и ю. ш.) – характерна смена климатического режима по сезо­нам: летом господствует тропический воз­дух с высоким атмосферным давлением и стоит сухая погода, а зимой в эти широты распространяется умеренный воздух с низким давлением и среднеевропейской погодой. Летом температура 25-30 °С, зимой до 15 °C.

    В субтропическом поясе северного полушария начинается наи­большее долготное простирание материков; оно вызывает долгот­ную дифференциацию климатического пояса. В субтропическом поясе вы­деляются климатические области.

    Для западных частей материков характе­рен климат, называемый средизем­номорским, лето сухое и жаркое (+20 – +25 °С), а зима влажная, теплая (+5 – +10 °С), но возможны морозы. Снег выпадает очень редко. Годовые суммы осадков составляют обычно 400-600 мм, что создаёт полузасушливые условия.

    На восточных побережьях материков климат субтропический муссонный с жарким (+25 °С) дождливым летом и прохлад­ной сухой зимой. Во многих местах количество осадков более 800 мм.

    В центральных частях материков климат субтропический континен­тальный. Лето очень жаркое, среднемесячные температуры достигают +30 °С и более. Зимой из-за циклонов погода неустойчива. Возможны морозы до -20 °С, выпадают дожди или снег но снежный покров неустойчив и быстро таит. Годовая сумма осадков около 600 мм, но в некоторых областях их выпадает всего 120 мм и даже меньше.

    Умеренные пояса (от 40 до 60° с. и ю. ш.).

    В циркуляции атмосферы главное – западный перенос воздуш­ных масс (в Южном полушарии ими славятся знаменитые «ревущие сороковые» широты), циклоническая и антициклоническая деятельность и вторжение в средние широты как арктического, так и тропического воздуха. Таким образом, в течение года здесь господству­ют не только умеренные воздушные массы.

    Важно

    Для климата умеренного пояса характерна большая годовая амплитуда темпера­туры воздуха, которая увеличивается при продвижении в глубь материков, усиливая континентальность климата.

    На большей пло­щади умеренного пояса выпадает 500-400 мм осадков, террито­риальное их распределение характеризуется последовательным уменьшением в глубь суши. Во внутренних районах, составляющих большую часть пояса, выпадает снег и образуется устойчивый, сохраняющийся до полугода снежный покров.

    В умеренном поясе осень и весна продолжительны и хорошо выражены. На западе материков преобладают западные ве­тры, на востоке – муссоны. Велики различия между западными, внутренними и восточными частями материков.

    На западных побережьях материков рас­пространен морскойклимат умеренных широт с теплой (от +1 °С на севере до +5 °С на юге) и влажной зимой, прохладным (+15 °С в Северном полушарии и около +10 °С в Южном полушарии) и пасмурным летом. Осадков на равнине выпадает 500-600 мм, с наветренной стороны гор их количество возрастает до 2000-2500 мм.

    На восточных побережьях – муссонный климат с холодной зимой и нежарким дождли­вым летом. Зимой дует холодный северо-западный ветер с континента, температуры -20 °С. Летом южные и юго-восточные ветры приносят тёплую дождливую погоду. Ближе к океану, где ветры дуют с моря, осадки выпадают и зимой, и летом (от 1000 до 2000 мм в год). Зимой образуется мощный снежный покров.

    Во внутренних районах – континентальныйклимат. Циклоны сюда проникают реже, чем в приморские районы, давление зимой повышено за счёт холодного антициклона. Лето тёплое, зима холодная с устойчивым снежным покровом.

    Годовые колебания температуры воздуха велики в увеличиваются по мере продвижения в глубь материков. Наиболее континентальный климат на северо-востоке Евразии, в Якутии, где средние январские температуры опускаются до -40 °С.

    Количество осадков внутри континентов убывает.

    Субарктический и субантар­ктический пояса(между 60 – 70° с. и ю. ш.) – зимой господствует арктический (антарктический)воздух, а летом – воздушные массы умеренных широт. Здесь нет больших различий между западными, восточными и внутренними частями материков.

    Зима продол­жительная, со средней температурой до -40 °С. Лето короткое и холодное, со средней температурой не выше +10 °С, но она может опускаться ниже 0 °С.

    Совет

    В бассейнах рек Явы, Индигирки, Колымы на северо востоке Якутии, в межгорных котловинах у Верхоянского хребта и у хребта Черского, находится полюс холода Северного полушария.

    Среднемесячная январская температура там до -50 °С, абсолютный минимум до -70 °С.

    Осадков в западных частях континентов выпадает около 300 мм, а на северо-востоке Якутии – только 100 мм. Воздух сырой, большая облачность. Несмотря на небольшое количество осадков, влага не успевает испариться полностью. Поэтому повсюду в тундре разбросаны мелкие озёра.

    Арктический и антаркти­ческий пояса(от 70° с. и ю. ш. до полюсов). Солнце здесь несколько месяцев не появляется над горизонтом (полярная ночь) и несколько месяцев не уходит за горизонт (полярный день).

    Снеж­ная поверхность имеет высокое альбедо и действует па тропосферу охлаждающе. В течение всего года — повышенное давление и восточные ветры. Воздух в климатах вечного мороза обычно теплее, чем подстилающая снежная поверхность.

    В Антарктиде, например, температура воздуха близ снега падает до -90 °С.

    Летом средняя температура воздуха в Арктике около 0 °С, а на побережьях достигает 5 °С. В январе в центральной Арктике -40 °С, на побережье материка -30 °С, а на приатлантических островах температура поднимается до -16 °С (Шпицберген).

    И только над Гренландией устойчивый антициклон понижает температуру июля до –14°, а января до -49 °С. Очень часты туманы. Осадков в европейском секторе выпадает 300-350 мм, в азиатском и американском – 160-250 мм (в основном в виде снега).

    Для лета типична продолжительная морось.

    Климат Антарктиды – самый холодный на всей Земле. В 1983 г. было зафиксировано -89,2 °С – это полюс холода. Средняя температура лета (январь) около -30 °С, а зимы (август) – около -70 °С. Холодный воздух медленно растекается со щита.

    Однако на его окраинах ветер ускоряется и обрушивается на берега мощными «стоковыми» ветрами со скоростями до 50 м/с. Среднемесячные летние температуры воздуха на берегах Антарктиды от -1 °С до -5 °С, зимние от -18 °С до -20 °С.

    Частые бури возникают при вторжении циклонов с прилегающего океана, где они формируются над границей чистой воды и льда. В Центральной Антарктике самое сухое место на Земле – там не бывает осадков.

    Научно-популярный сайт по метеорологии

    Прежде чем изучать масштабы и виды климата, важно понять, что влияет на его формирование. Климат Земли изучают в школе в 7 классе на уроках географии, но на самом простом уровне, где не учитывают некоторые важные факторы. Все основные климатообразующие факторы мы разберём. Начать стоит с основного определения: климатообразующие факторы.

    Климатообразующие факторы – это факторы, которые влияют на формирование климата. Ниже приведена схема, отражающая основную суть.

    Климатообразующие факторы схема

    Как вы видите, факторы делятся на 2 группы: внешние и внутренние. Внешние климатообразующие факторы подразделяются ещё на астрономические и геофизические. Опишем коротко все блоки, указанные в схеме.

    Астрономические

    Светимость Солнца

    Обратите внимание

    Показывает количество энергии, выделяемое в единицу времени. Чем больше выделяется энергии, тем больше светимость. Эта характеристика применяется для звёзд. Естественно, чем больше светимость Солнца, тем больше тепла приходит на нашу планету.

    Положение орбиты Земли

    Земля, как и другие планеты Солнечной системы, вращается вокруг Солнца (я думаю, что это известно каждому, лайк Николаю Копернику за открытие). Это вращение происходит по траектории, которая похожа на круг (на самом деле эллипс).

    Если бы орбита была расположена иначе, например радиус круга был бы больше, то естественно это отразилось бы на климате. Так, на Венере, орбита которой расположена к Солнцу гораздо ближе (попросту говоря, радиус круга меньше), температура на поверхности 460°С.

    Не самая благоприятная температура для жизни, не правда ли?

    Орбиты планет

    Наклон оси Земли к плоскости орбиты

    Благодаря этому фактору, на нашей планете есть времена года, товарищи! Для понимания достаточно привести два случая:

    А) Земная ось вращения перпендикулярна (нет угла наклона) – отсутствие смен года;

    Б) Увеличение угла наклона (более 24.5°, например, до 45) – смещение природных зон, тропики теперь не на 22.5°, а на 45°– жаркое лето и холодная зима без Солнечного света.

    Геофизические

    Размер и масса Земли

    Влияют на многие другие характеристики планеты, в том числе на скорость вращения и на силу тяжести. Сила тяжести влияет на способность удерживать атмосферу (а значит и на климат).

    Гравитационное и магнитное поля

    Поля влияют на циркуляцию атмосферы. В частности, гравитационное поле характеризуется распределением силы тяжести. Мы уяснили, что сила тяжести влияет на климат, а значит и гравитационное поле тоже оказывает воздействие. Существует теория, согласно которой скорость вращения планеты зависит частично от магнитного поля. Поэтому оно также учитывается при изучении формирования климата.

    Внутреннее тепло Земли

    Тепло исходит не только от Солнца, но и от самой Земли. Вулканизм и гейзеры – внешнее проявление процессов, происходящих внутри. При извержении вулкана происходит огромный выброс пыли, несравнимый с выбросами человеческой деятельности. Выбрасываемые вещества попадают в атмосферу, изменяя её состав и прозрачность.

    Состав атмосферы

    Важно

    Состав атмосферы также влияет на формирование климата. Самый простой пример: увеличение частиц пыли ведёт к повышению мутности. Чем выше мутность атмосферы, тем меньше приток солнечных лучей (солнечной радиации) на земную поверхность.

    Рельеф суши

    Для простоты понимания приведём следующий пример: чем выше вы поднимаетесь в горы, тем ниже температура воздуха. На Кавказе в горах на высоте порядка 3км всё лето лежит снег.

    Пример немного сложнее. Всем известен Оймякон своими суровыми зимами. Село находится на высоте 750м над уровнем моря, к тому же оно находится в котловине (вокруг горы). Мало того, что с высотой температура воздуха уменьшается, так морозными ночами в котловину стекает холодный воздух (потому что он тяжелее тёплого).

    Распределение суши и океана

    Вода и суша обладают разными физическими свойствами. Вода медленнее нагревается и остывает. Именно поэтому вблизи морей действует морской климат, который характеризуется сравнительно маленькими амплитудами температуры воздуха (мягкие зимы и относительно прохладное лето). Близость к морю приводит к тому, что выпадает больше осадков. Многие слышали о наводнениях на Дальнем Востоке.

    Океанические течения

    Не всегда близость к морю гарантирует повышенное количество осадков близи береговой линии. Так, в Южной Америке, несмотря на близость к океану, сформировалась и комфортно себя чувствует пустыня Атакама. К тому же это самая сухая пустыня! Всему бедой оказалось Перуанское холодное течение, оно препятствует формированию осадков.

    Холодное Перуанское течение и пустыня Атакама

    Завершение

    Как вы заметили, климатообразующие факторы – это большая тема. Мы разобрали с вами только основные климатообразующие факторы.

    К числу других факторов отнести можно географическую широту, растительность, снежный покров, орографию (расположение хребтов, гор). Следует различать факторы: рельеф и орографию. Это не совсем одно и тоже. Важна не только высота местности.

    Расположение гор в одном направлении и в другом также могут сильно повлиять на климат.

    Похожие темы:

    Классификация климатов

    Климатообразующие факторы . Видеоурок. География 8 Класс

    Наряду с рельефом, климат влияет на формирование природных комплексов. Благодаря климату формируется речная система, почвенно-растительный покров, животный мир. Климат влияет на быт, жизнь человека, на особенность хозяйственной деятельности.

    Основными климатическими показателями являются средние температуры самого теплого и самого холодного месяцев, а также годовое количество осадков.

    Климат любой территории формируется под влиянием трех групп климатообразующих факторов: географическое положение, циркуляция воздушных масс и характер подстилающей поверхности (см. рис. 1).

    Рис. 1. Основные климатические показатели

    Совет

    Самую большую роль в формировании климата играет географическая широта. Это объясняется тем, что от географической широты, или от угла падения солнечных лучей, зависит количество тепла, поступающего на поверхность территории.

    Россия находится в средних и высоких широтах – этим объясняется небольшое количество солнечной энергии поступающей на большую часть её территории.

    Широтное положение обуславливает размещение России в трех климатических поясах: в арктическом, субарктическом и умеренном (см. рис. 2).

    Рис. 2. Климатические пояса России

    При этом основная часть территории расположена между 50º и 70º с. ш. и находится в умеренном и арктическом поясах. В самом большом по площади поясе – умеренном – проживает почти 95% населения России.

    Для формирования климата очень важно положение территории по отношению к атмосферным центрам. Области высокого и низкого атмосферного давления определяют направление господствующих ветров, а следовательно, и перемещение тех или иных воздушных масс. Влияние максимумов и минимумов давления меняется по сезонам (см. рис. 3).

    Рис. 3. Схема движения воздуха в тропосфере, раскрывающая образование поясов атмосферного давления и связанных с ними осадков

    Климат России определяют арктические, умеренные и, отчасти, тропические воздушные массы.

    Важным значением для формирования климата на территории нашей страны является наличие различных форм рельефа, растительный покров, а также близость и отдалённость от водных объектов. Рассмотрим подробнее положение России относительно океанов. Страна имеет выход к трем из них – к Северному Ледовитому, Тихому и Атлантическому.

    Обратите внимание

    Чем ближе к морю, тем климат более мягкий и влажный, чем дальше, тем он контрастнее и суше. В Умеренных широтах преобладают западные ветры, поэтому свыше половины территории страны испытывает на себе влияние Атлантического океана, несмотря на то, что находится он дальше, чем другие.

    Роль Тихого океана значительна лишь только для Дальнего Востока. Северный Ледовитый океан, граница с которым наиболее протяжённая, оказывает влияние не только на прибрежные северные территории. Из-за равнинного рельефа и открытости нашей страны к северу его влияние на себе испытывают и южные регионы.

    Огромные размеры России повлияли на то, что преобладающая её часть лежит на большом удалении от океанов. Характерная черта удалённых от всех океанов территории – это господство континентального климата с небольшим количеством осадков и резкими различиями температуры лета и зимы.

    Амплитуда достигает здесь 90ºC, континентальность возрастает здесь с запада на восток по мере отдаления от Атлантического океана.

    В России есть достаточно много территорий, климат которых отличается от соседних. Причиной таких климатических отклонений служит рельеф, наличие водных поверхностей и других особенностей подстилающей поверхности.

    Рельеф – важный фактор формирования климата России. На севере и западе страны отсутствуют горы, именно поэтому воздух с Атлантического и Северного Ледовитого океанов свободно проникает во внутриконтинентальные районы (см. рис. 4).

    Рис. 4. Влияние рельефа на проникновение воздушных масс с Атлантического и Северного Ледовитого океанов

    На Дальнем Востоке хребты горных сооружений протягиваются параллельно побережью, препятствуя проникновению вглубь континента воздушных масс с Тихого океана, поэтому его воздействие ограничено узкой относительно небольшой территорией (см. рис. 5).

    Рис. 5. Влияние Тихого океана

    Важно

    Большое влияние на климат оказывает и абсолютная высота местности. В горах формируется особый горный климат, который изменяется с высотой, при этом сильно расчлененный рельеф горных стран приводит к большой мозаичности климатических условий.

    В горах северо-восточной и южной Сибири много межгорных котловин, куда зимой стекает и застаивается холодный воздух.

    Более легкий теплый воздух при этом вытесняется и поднимается вверх, поэтому с подъемом от поверхности в тропосферу температура не понижается, а наоборот увеличивается, что препятствует выпадению осадков (см. рис. 6).

    Рис. 6. Выхолаживание воздуха в межгорных котловинах

    Зимы в котловинах не только очень холодные, но и малоснежные. В крупном межгорном понижении на северо-востоке России в поселке Оймякон находится полюс холода северного полушария земли. Летом в котловинах значительно теплее, чем на окружающих горных склонах, но осадков тоже мало (см. рис. 7).

    Рис. 7. Оймякон – полюс холода северного полушария

    Влияние рельефа на климат заметно и на равнинах. Возвышенности и низменности, речные долины и междуречья отличаются по температуре, количеству осадков, режиму ветров, однако эти различия менее контрастны, чем в горах.

    Когда горы расположены на пути влажных воздушных масс, на их наветренных склонах резко возрастает количество осадков.

    В горах расположены наиболее влажные районы нашей страны, даже на невысоком Урале на западных склонах, осадков почти в два раза больше, чем на окружающих равнинах.

    Главную роль в формировании климата играет географическая широта. Именно от неё зависит угол падения солнечных лучей, а значит и количество солнечной радиации, поступившее на определённую территорию.

    Совет

    Поверхности Земли достигает одна двухмиллиардная часть солнечного излучения. Часть солнечной радиации достигает земной поверхности в неизменённом виде – это прямая радиация.

    Другая часть рассеивается, проходя через атмосферу, насыщенную частичками пыли, водяного пара, кристаллами льда, каплями воды.

    Чем больше облачность и запылённость атмосферы, тем больше рассеивание радиации.

    Вся радиация, достигшая поверхности Земли, образует суммарную солнечную радиацию. Часть радиации отражается от земной поверхности. Например, свежевыпавший снег отражает до 90% суммарной радиации, песок до 40%, пашня до 5%, вода около 5%.

    Оставшаяся часть, получившая название поглощается земной поверхностью (поглощенная радиация). Нагретая земная поверхность сама становится источником теплового излучения, то есть часть земного тепла уходит в космическое пространство (см. рис.

    8).

    Рис. 8. Распределение солнечной радиации

    Радиационный баланс – часть солнечной энергии расходуется на нагревание приземного слоя, на таяние снега, на испарение. Радиационный баланс определяет важнейший климатический показатель – температуру воздуха.

    Величина радиационного баланса определяется широтой. На крайнем юге России он превышает 50 ккал/см/год, на севере менее 10 ккал/см/год. Однако существуют области, где радиационный баланс менее 5 ккал/см/год или даже отрицательный (см.

    рис. 9).

    Рис. 9. Радиационный баланс

    Почти на всей территории нашей страны, за исключением районов Крайнего Севера, радиационный баланс в среднем за год положительный, а это значит что, земная поверхность получает тепла больше, чем излучает.

    Список литературы

  • География России. Природа. Население. 1 ч. 8 класс / В.П. Дронов, И.И. Баринова, В.Я Ром, А.А. Лобжанидзе.
  • В.Б. Пятунин, Е.А. Таможняя. География России. Природа. Население. 8 класс.
  • Атлас. География России. Население и хозяйство. – М.: Дрофа, 2012.
  • В.П.Дронов, Л.Е Савельева. УМК (учебно-методический комплект) «СФЕРЫ». Учебник «Россия: природа, население, хозяйство. 8 класс». Атлас.
  • Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  • Климатообразующие факторы и циркуляция атмосферы (Источник).
  • Урок-презентация «Климатообразующие факторы» (Источник).
  • Зависимость климата от подстилающей поверхности (Источник).
  • Солнечная радиация (Источник). 
  • Солнечная радиация (Источник). 
  • Радиационный баланс (Источник).
  • Солнечная радиация (Источник). 
  • Домашнее задание

  • Почему при отвесном падении солнечных лучей земная поверхность получает существенно больше тепла, чем при их наклонном падении?
  • В какое время года различия в величинах суммарной солнечной радиации между севером и югом нашей страны больше? Почему?
  • Можно ли загореть в пасмурный летний день?
  • Россия - Мировая региональная география

    • Определите ключевые географические особенности России
    • Проанализировать, как Российская Империя и Советский Союз подходили к проблеме этнической идентичности
    • Опишите нынешние зоны этнических конфликтов в России
    • Объясните, как история России повлияла на современный географический ландшафт

    Россия - самая большая страна в мире, на которую приходится 1/8 всей суши мира (см. Рисунок 3.1 ). Россия также является самой северной большой и густонаселенной страной в мире, большая часть которой расположена за Полярным кругом. Однако его население сравнительно невелико - около 143 миллионов человек, большинство из которых живут к югу от линии 60 градусов широты и в западных частях России, недалеко от Москвы и Санкт-Петербурга. Россия расположена в одиннадцати часовых поясах, охватывая 6000 миль от Санкт-Петербурга на Балтийском море до Владивостока на Тихоокеанском побережье. В состав страны также входит эксклав или прерывистая часть территории Калининграда, расположенная между Польшей и Литвой.

    Рисунок 3.1: Карта России (CIA World Factbook, Public Domain)

    Из-за своих больших размеров Россия обладает широким спектром природных особенностей и ресурсов. Страна расположена на северо-востоке Евразийского континента. Он омывается с севера Северным Ледовитым океаном, с востока - с Тихим океаном, а с юга - с Черным и Каспийским морями. Уральские горы, протянувшиеся с севера на юг, традиционно образуют границу между Европой и Азией и представляют собой серьезный исторический барьер для развития.Культурно и физиографически Западная Россия за Уральскими горами очень похожа на Восточную Европу. Регион России к востоку от Уральских гор известен как Сибирь.

    Помимо Уральских гор, в России есть еще несколько горельефов (см. , рис. 3.2, ). В частности, Кавказские горы, образующие границу между Россией и Юго-Западной Азией, и вулканическое нагорье на дальнем востоке России, на полуострове Камчатка. Западная половина России обычно более гористая, чем восточная половина, которая в основном представляет собой низменные равнины.

    Рисунок 3.2: Топографическая карта России (© Tobias1984, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

    Российская река Волга, текущая через центральную часть России в Каспийское море, является самой длинной рекой на европейском континенте и впадает в большую часть западной части России. Река также является важным источником орошения и гидроэнергетики. Озеро Байкал, расположенное на юге Сибири, является самым глубоким озером в мире, а также крупнейшим пресноводным озером в мире. В нем содержится около одной пятой незамерзшей поверхностной воды всего мира.Как и глубокие озера рифтовой долины Африки, озеро Байкал образовалось из расходящейся границы тектонических плит.

    Хотя территория России довольно велика, большая часть региона слишком холодна для сельского хозяйства. Как показано на рис. 3.3 , в самой северной части России преобладает тундра , биом, характеризующийся очень низкими температурами и ограниченным ростом деревьев. Здесь температура может опускаться ниже -50 ° C (-58 ° F), а большая часть почвы - это вечная мерзлота, , почва, температура которой постоянно ниже точки замерзания воды (0 ° C или 32 ° F).К югу от тундры находится район тайги , где преобладают хвойные, заснеженные леса. В этом районе России находятся крупнейшие в мире запасы древесины, хотя лесозаготовки в регионе привели к сокращению поставок. К югу от таежного региона находятся районы широколиственных лесов умеренного пояса и степей, - безлесные равнины с пастбищами.

    Рис. 3.3: Биомы России (Производная работа из оригинала Стена Порсе, Wikimedia Commons)

    Глядя на карту, можно предположить, что Россия имеет обширные портовые сооружения из-за ее обширного восточного побережья, но на самом деле у нее относительно мало незамерзающих портов. .Владивосток, расположенный на крайнем юго-востоке России, является крупнейшим портом на Тихом океане (см. , рис. 3.4, ). Большая часть остальной части Дальнего Востока России покрыта льдом в течение всего года, что затрудняет морские и автомобильные перевозки. Фактически, этот регион был впервые связан с остальной частью России автомобильной дорогой только в 2010 году.

    Рисунок 3.4: Порт Владивосток, Россия (© Д-р Леонид Козлов, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

    На климат в России в более широком смысле влияет ряд ключевых факторов.С точки зрения широты, то есть положения относительно экватора, Россия расположена очень далеко на севере. В общем, по мере того, как вы увеличиваете широту от экватора, климат становится холоднее. Сильное выравнивание основных биомов России между востоком и западом отражает это широтное влияние. На климат России также влияет ее континентальное положение. В общем, области с континентальным климатом расположены недалеко от центра континента вдали от водоемов и подвержены большим перепадам температуры из-за более сухого воздуха.Вода помогает регулировать температуру воздуха и лучше справляется с перепадами температуры, чем земля. Зимой в местах, удаленных от воды, может быть очень холодно, а летом довольно жарко и мало осадков. Третьим ключевым фактором изменения климата в России является ее высотное положение. По мере увеличения высоты температура понижается. Возможно, вы испытали это, путешествуя по горам или летая на самолете, чувствуя холодное окно. Например, российские Уральские горы четко видны на карте ее биомов как регион альпийской тундры из-за их большой высоты.

    Размеры России и различные физико-географические регионы создают определенные проблемы для ее населения. Большая часть России просто слишком холодна для массового расселения людей. Таким образом, хотя Россия - самая большая страна, территория, пригодная для сельского хозяйства и интенсивного развития, намного меньше. В северных регионах России развитие сельского хозяйства сдерживается коротким вегетационным периодом и частыми засухами. По мере таяния снега он уносит с собой верхний слой почвы, и поэтому эрозия является серьезной проблемой и в этих районах.

    Тем не менее, некоторые построили поселения в этой холодной среде. Оймякон, расположенный на северо-востоке России, считается самым холодным из постоянных населенных пунктов в мире (см. , рис. 3.5, ). Его население составляет около 500 человек, а температура здесь когда-то упала до -71,2 ° C (-96 ° F)! Добраться до Оймякона от ближайшего города Якутска можно за 20 часов.

    Рисунок 3.5: Карта Оймякона, Россия (Производная работа из оригинала Мармелада, Wikimedia Commons)

    Промышленность также страдает от холодного климата России в сибирском регионе.Хотя Сибирь составляет более трех четвертей территории России, в ней проживает только четверть ее населения. Как в таком малонаселенном регионе строить дороги, фабрики и большие поселения? Даже если ресурсы есть, как есть, как их доставить в близлежащие промышленные районы? Промышленное развитие и населенные пункты, существующие в этом регионе, требуют высокого энергопотребления и высокоспециализированного оборудования, необходимого для работы в условиях низких температур и постоянно замерзшей почвы.

    Однако глобальные изменения климата оказали драматическое влияние на географию России. Области, которые ранее были вечной мерзлотой, начали таять, что привело к эрозии и образованию грязи, что создает проблемы для развития. В Сибири гигантские дыры в земле начали появляться примерно в 2014 году и поначалу озадачили ученых. Позднее было обнаружено, что эти массивные дыры представляют собой карманы газообразного метана, захваченные в ранее замерзшей почве, которая оттаяла из-за потепления климата. Если глобальные температуры продолжат расти, площадь вечной мерзлоты сократится, что повысит потенциал сельского хозяйства на севере России.Аналогичным образом могут появиться новые запасы нефти и газа, которые ранее находились под мерзлым грунтом. Прежние морские пути вдоль восточного и северного побережья России, покрытые льдом, могут стать проходимыми.

    Хотя потепление может показаться благоприятным для холодного северного региона России, оно сопровождается более серьезными проблемами в долгосрочной перспективе. По оценкам, огромное количество углерода, около 1600 гигатонн (или 1,6 триллиона тонн), хранится в вечной мерзлоте мира.Метан и углерод, выделяемые из этих хранилищ вечной мерзлоты, могут усугубить глобальное потепление. Изменение температуры также связано с повышенным риском лесных пожаров. В России особому риску подвержены торфяники - участки с частично загнившей растительностью. По всей России участились засухи и наводнения, и многие ученые считают, что близость России к Полярному кругу делает ее еще более уязвимой к перепадам температуры.

    Климатические факторы также повлияли на распределение населения России.Большая часть населения России проживает к западу от Уральских гор, где климат более умеренный и имеется больше связей с Восточной Европой (см. , рис. 3.6, ). Россия сильно урбанизирована, почти три четверти населения проживает в городах. В ее крупнейшем городе и столице, Москве, проживает около 12 миллионов человек.

    Рисунок 3.6: Плотность населения в России, 2012 г. (Производная работа из оригинала Kartoshka1994, Wikimedia Commons)

    Население России претерпело некоторые интересные изменения за последние несколько десятилетий.Его население достигло пика, превышающего 148 миллионов, в начале 1990-х годов, после чего начало стремительно сокращаться. Когда географы изучают население страны, они не просто спрашивают: «Где оно меняется?» но также « Почему меняется?» В России экономический спад, совпавший с распадом Советского Союза, способствовал низкой рождаемости. Как правило, когда в стране наблюдается экономический спад или неопределенность, люди склонны откладывать рождение детей. Сегодня из-за более высокой рождаемости и правительственных усилий по поощрению иммиграции рост населения России стабилизировался и может вырасти со 143 человек.От 5 миллионов в 2013 году до 146 миллионов к 2050 году. Тем не менее, уровень смертности в России остается довольно высоким - 13,1 на 1000 человек по сравнению со средним показателем по Европейскому Союзу (9,7 на 1000 человек). Уровень алкоголизма высок, особенно среди мужчин в России, а также от сердечно-сосудистых заболеваний. более половины всех смертей. Кроме того, хотя Россия сильно урбанизирована, все больше людей переезжают из густонаселенных городов России в менее населенные сельские районы, в отличие от более распространенной миграции из сельских районов в города, наблюдаемой в других частях мира.

    Нынешний географический ландшафт России сформирован физическими особенностями, такими как климат и топография, а также историческими событиями. Почему столица России Москва и почему ее население так сконцентрировано на западе? В 13 веке Москва была действительно важным княжеством или городом-государством, управляемым монархом. Великое княжество Московское, или Московия, как его называли по-английски, стало могущественным государством, победив и окружив своих соседей и заявившее о контроле над значительной частью территории Руси, древнего региона, занятого рядом восточнославянских племен. славян представляют самую большую индоевропейскую этнолингвистическую группу в Европе и включают поляков, украинцев, сербов, а также русских.

    С середины 1400-х годов территория Москвы расширялась впечатляющими темпами (см. Рисунок 3.7 ). В 1300 году нашей эры территория занимала площадь около 20 000 квадратных километров; к 1462 году н.э. это число увеличилось до 430 000 квадратных километров. К 1584 году территория увеличилась до 5,4 миллиона квадратных километров.

    Рисунок 3.8: Рост России, 1300-1900 (карта Стефана Штайнбаха, www.alternativetransport.wordpress.com, CC BY-SA)

    За это время сменилось и правительство России. В 1547 году великий князь Иван IV, более известный как «Иван Грозный», короновал себя первым царем. Термин царь, также пишется как царь, происходит от римского титула «Цезарь» и использовался для обозначения правителя, как и термины «король» или «император». Иван IV за время своего правления почти удвоил территорию России, покорив многочисленные окрестные этнические группы и племена.

    Статус России как «империи» восходит к 1700-м годам при Петре Великом. Петр смог завоевать северо-западные регионы России, основав восточные морские порты и основав передовую столицу Санкт-Петербург на берегу Балтийского моря. Форвардный капитал - это столица, которая была намеренно перемещена, как правило, по экономическим или стратегическим причинам, и часто расположена на краю оспариваемой территории. В целом реформы Петра Великого преобразили страну и сделали ее более похожей на Западную Европу.

    Окончание Первой мировой войны совпало с концом Российской империи. Российская армия плохо выступила на войне, потеряв около 1,7 миллиона человек. Народ России почувствовал, что правящий класс оторвался от проблем обычных людей, и ходили широко распространенные слухи о коррупции. Россия пережила период быстрой индустриализации, в результате которой многие традиционные фермеры остались без работы. Когда люди переезжали в города, не хватало жилья и не хватало рабочих мест.Экономические и человеческие издержки Первой мировой войны в сочетании с тяжелым положением рабочих, которые чувствовали себя эксплуатируемыми во время промышленной революции, в конечном итоге привели к свержению Николая II, который вместе со своей семьей был заключен в тюрьму, а затем казнен.

    В конце концов, большевиков , марксистская политическая партия во главе с Владимиром Лениным, свергли временное правительство и создали Союз Советских Социалистических Республик, сокращенно СССР, а иногда просто Советский Союз.Столица также была перенесена в Москву из Санкт-Петербурга. После смерти Ленина в 1924 году Иосиф Сталин взял под свой контроль и установил как социалистическую экономику, так и коллективное сельское хозяйство. В идеале изменения, поддерживаемые большевиками, были направлены на устранение неудач Николая II в обеспечении более стабильной заработной платы и продовольствия. Вместо того, чтобы иметь индивидуальные крестьянские фермы с ограниченными взаимосвязями и плохими системами распределения, государство будет коллективизировать сельское хозяйство с несколькими фермерскими семьями, совместно владеющими землей.В условиях командной экономики производство, цены на товары и заработная плата, получаемая рабочими, устанавливаются государством. В Советском Союзе правительство взяло под свой контроль все отрасли и вложило значительные средства в производство капитальных товаров, которые используются для производства других товаров, таких как машины и инструменты. Хотя эта система была предназначена для решения проблем и неравенства, которые возникли при царях, советское правительство при Сталине было чревато своими собственными экономическими и социальными проблемами.

    В период экспансии и развития России как империи, а затем во времена Советского Союза на территории России находились не только этнические русские, но и другие окружающие группы. Этническая принадлежность является ключевым признаком культурной идентичности и относится к идентификации группы людей с общим языком, родословной или культурной историей. Многие из этих этнических меньшинств затаили недовольство тем, что находятся под контролем имперской власти.

    До большевистской революции реакция Российской империи на нерусские общины, которые они контролировали, была известна как русификация , когда нерусские группы отказываются от своей этнической и языковой идентичности и перенимают русскую культуру и язык.Этот тип политики известен как культурной ассимиляции , когда одна культурная группа перенимает язык и обычаи другой группы. Русский язык преподавался в школах, а языки меньшинств были запрещены в общественных местах. Католические школы были запрещены, и вместо этого русское православие, часть Восточной православной церкви , преподавалось в государственных школах. Российская Империя по сути стремилась сделать всех на своей территории русскими. Однако эта политика была лишь ограниченно успешной, и ее было особенно трудно реализовать во внешних регионах.

    При Советском Союзе политика культурной ассимиляции была связана не столько с тем, чтобы стать русским, сколько с тем, чтобы быть частью Советского Союза, что можно было бы назвать советизацией. Советское правительство организовало страну как федерацию, в которой территории внутри страны имели разную степень автономии (см. Рисунок 3.8 ). Более крупные этнические группы образовали Советские Социалистические Республики или ССР. Узбекская ССР, например, в основном состояла из представителей узбекской этнической группы.Казахская ССР также состояла в основном из этнических казахов. Эти ССР не представляли всего этнического разнообразия, присутствующего в России, и не обеспечивали этим территориям автономии. Вы можете узнать названия этих республик, поскольку они постепенно стали независимыми государствами после распада Советского Союза. Например, Туркменская ССР превратилась в Туркменистан. Многие из этих территорий, особенно в Центральной Азии, являются преимущественно мусульманскими, и поэтому после обретения независимости персидский суффикс «-стан» означает «место» или «страна».

    Рисунок 3.8: Карта СССР (любезно предоставлено библиотекой Перри-Кастаньеды Техасского университета в Остине, общественное достояние)

    При советской власти некоторые политики русификации расширились. В мусульманских районах Средней Азии и Кавказа было отменено использование арабского алфавита, языка Корана. Правительство также отправило многих россиян в районы, в большинстве своем не относящиеся к России, для дальнейшего объединения страны. Другие этнические группы, особенно те, которые правительство считает нарушителями спокойствия, были депортированы со своих исконных земель и переселены в другие места.Сегодняшняя этническая карта бывшего Советского Союза частично отражает эту многокультурную историю и наследие политики переселения (см. Рисунок 3.9 ). В период с 1941 по 1949 год в Сибирь было депортировано более 3 миллионов человек, большая часть из которых умерла от болезней или недоедания. Остальные были депортированы из Прибалтики или из района Черного моря. В целом около 6 миллионов человек стали внутренне перемещенными лицами в результате политики переселения Советского Союза и от 1 до 1.5 миллионов из них погибли.

    Рисунок 3.9: Этнические группы в бывшем СССР (Библиотека Конгресса, Отдел географии и карт, общественное достояние)

    Хотя сегодня Россия состоит в основном из людей, говорящих по-русски и идентифицирующих себя с русской этнической принадлежностью, она включает 185 различных этнических групп, говорящих более чем на 100 разные языки. Самыми крупными группами меньшинств в России являются татары, составляющие около 4 процентов населения с более чем 5 миллионами человек, и украинцы - около 1.4 процента или почти 2 миллиона человек. У других этнических групп, таких как Голоса под Санкт-Петербургом, осталось всего несколько десятков членов. Из-за советской политики переселения в бывших советских республиках проживает значительное количество русских меньшинств. Казахстан и Латвия, например, почти на четверть являются русскими. Это часто приводило к напряженности внутри России, когда группы меньшинств стремились к независимости, и за пределами России, когда этнические группы конфликтовали из-за лидерства.

    В частности, в Украине напряженность между украинским населением и русским меньшинством остается высокой и представляет собой более широкую напряженность между восточноевропейскими регионами, которые более тесно связаны с Россией, и теми, которые стремятся к большей взаимосвязанности и торговле с Западной Европой.Восточная Украина в основном состоит из русскоязычных, в то время как Западная Украина преимущественно говорит на государственном украинском языке (см. Рисунок 3.10 ). В целом, около трех четвертей людей в Украине идентифицируют себя с украинской этнической принадлежностью.

    Рисунок 3.10: Карта использования русского языка в Украине, 2003 г. (© Пользователь: Russianname, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5)

    В 2014 г. напряженность между двумя группами обострилась, когда тогдашний президент Виктор Янукович отступил от сделка об увеличении связей с Европейским Союзом и вместо этого стремилась к более тесным связям с Россией.В Западной Украине люди участвовали в массовых протестах, побуждающих правительство подписать пакет антипротестных законов, в то время как в Восточной Украине большинство поддерживало правительство. В конечном итоге Янукович был отстранен от должности, что вызвало военное вмешательство России.

    В частности, Россия добивалась контроля над Крымом, территорией, которая была аннексирована Российской империей и была Автономной Советской Социалистической Республикой до 1950-х годов, когда она была передана Украине. После протестов 2014 года большинство жителей Крыма поддержали присоединение к России, и он был официально аннексирован российскими войсками.В настоящее время регион контролируется Россией (см. Рисунок 3.11 ). Однако международное сообщество в основном не признало суверенитет Крыма или аннексию России.

    Рисунок 3.11: Карта Крыма (Производная работа из оригинала Кроссвордов, Wikimedia
    Commons)

    Несколько других этнических групп, которые остаются в России, желают независимости, особенно на окраинах страны в Кавказском регионе вдоль границы России с Грузией и Арменией (см. Рисунок 3.12 ). Чечня в основном состоит из чеченцев, особой мусульманской нации суннитского толка. Территория выступала против российского завоевания региона в 19 веке, но была насильно присоединена к Советскому Союзу в начале 20 века. 400 000 чеченцев были депортированы Сталиным в 1940-х годах, и более 100 000 умерли. Хотя Чечня стремилась получить независимость от России, иногда через ожесточенное противодействие, она оставалась под контролем России после распада Советского Союза. Дагестан был ареной нескольких исламских повстанцев, стремящихся отделиться от России.Осетия остается разделенной на северную часть, контролируемую Россией, и южную часть, контролируемую Грузией.

    Рисунок 3.12: Карта Кавказского региона (© Jeroenscommons, Wikimedia Commons, CC BY 2.5)

    На такой большой и этнически разнообразной территории, как Россия, контролировать территорию таким образом, чтобы это было приемлемо для всех ее жителей, оказалось трудным. Во многих крупных странах чем дальше вы удаляетесь от столицы и крупных городов, тем больше культурных различий вы обнаруживаете.Некоторые правительства восприняли это культурное различие, создав автономные регионы, которые функционируют в значительной степени независимо, хотя и остаются частью более крупного государства. Сталин и российские цари до него пытались объединить страну путем подавления этнических различий, но этническую и языковую идентичность трудно стереть.

    Советское правительство, возглавляемое Лениным, а затем Сталиным, выступало за коммунистическую систему. В капиталистической системе рыночные силы диктуют цены в соответствии со спросом и предложением.Те, кто контролирует средства производства, известные в марксистской философии как буржуазия, намного богаче рабочих, известных как пролетариат. Однако в коммунистической системе средства производства находятся в коллективной собственности, и предполагаемый результат состоит в том, что не существует классов богатых и бедных, а также групп землевладельцев и безземельных рабочих.

    На самом деле, ни одно правительство не практикует чистый капитализм или чистый коммунизм, скорее правительства расположены вдоль континуума (см. Рисунок 3.13 ). Анархия, отсутствие государственного контроля, существует только во временных ситуациях, например, когда предыдущее правительство свергается, а политические группы борются за власть. В большинстве западных стран в разной степени практикуется сочетание капитализма и социализма, где экономические и социальные системы находятся в коллективной собственности. Например, Дания, которая неизменно считается одной из самых счастливых стран в мире, имеет рыночную экономику с небольшим количеством правил ведения бизнеса, но государство финансирует всеобщее здравоохранение, пособие по безработице и отпуск по беременности и родам, а высшее образование в большинстве случаев является бесплатным.Соединенные Штаты в значительной степени капиталистические, но правительство предоставляет пенсионные пособия через систему социального обеспечения, финансирует вооруженные силы и поддерживает строительство и обслуживание системы автомагистралей между штатами. Хотя правительство Китая является коммунистическим, оно также приняло элементы рыночной экономики и допускает некоторые частные предприятия, а также внешнюю торговлю и инвестиции. Все правительства должны решить три основных экономических вопроса: что производить, как производить и для кого производить.Ответы на эти вопросы различаются в зависимости от штата и ситуации.

    Рисунок 3.13: Континуум государственного контроля (рисунок автора)

    В советской системе правительство диктовало экономическую политику, а не полагалось на механизмы свободного рынка и закон спроса и предложения. Это потребовало вмешательства правительства на всех уровнях экономики. Цены на товары должны были устанавливаться центральным правительством, уровни производства товаров должны были быть определены, требовалась координация производителей и дистрибьюторов - все, что традиционно достигается через частных лиц и компании в капиталистической модели, было ответственностью Советское правительство.

    Чтобы координировать такой широкий спектр товаров и услуг, требовалось долгосрочное планирование. Советское правительство установило серию пятилетних планов, в которых устанавливались долгосрочные цели и подчеркивались квоты на производство товаров. Однако этой системе не хватало гибкости, и зачастую она была неэффективной при производстве и распределении товаров.

    Советское правительство преследовало две основные цели: во-первых, ускорить индустриализацию, а во-вторых, коллективизировать сельское хозяйство.Коллективизация сельского хозяйства, хотя и была направлена ​​на повышение урожайности и повышение эффективности распределения продовольствия, в конечном итоге потерпела неудачу. К началу 1930-х годов 90 процентов сельскохозяйственных земель в Советском Союзе были коллективизированы, то есть принадлежали группе людей, а не отдельным лицам. Каждый элемент сельскохозяйственного производства, от тракторов до животноводства, находился в коллективном владении, а не в индивидуальной собственности. У семьи не могло быть даже собственного огорода.В идеале при такой системе все фермеры работали бы одинаково и получали бы равные выгоды.

    К сожалению, заработки колхозников, как правило, были меньше, чем у фермеров. Это привело к сокращению производства сельскохозяйственной продукции, а также к сокращению поголовья скота. Наряду с неурожаем в начале 1930-х годов страна пережила повсеместный голод и отсутствие продовольственной безопасности. По оценкам, в результате коллективизации сельского хозяйства погибло 12 миллионов человек.

    Советское промышленное развитие тоже было неэффективным. В типичной рыночной экономике определенные места специализируются на производстве определенных товаров, и система разрабатывает наиболее эффективные методы производства и распределения. Производитель мебели может расположиться рядом с парком твердой древесины, например, чтобы минимизировать транспортные расходы. Большой завод может быть расположен рядом с гидроэлектростанцией, чтобы обеспечить недорогой источник энергии. В одних местах из-за удачи или географического положения больше ресурсов, чем в других, и это может привести к региональному дисбалансу.Советское же правительство хотело, чтобы все были равны. Если бы в одном регионе было полностью промышленное развитие, то люди в этом регионе были бы непропорционально богатыми, и регион был бы более уязвим для нападений со стороны внешней силы. Правительство также надеялось, что рассредоточение промышленности заставит страну объединиться. Если бы в одном районе был сталелитейный завод, а в другом - завод, использующий сталь для производства машин, им пришлось бы полагаться друг на друга, и ни один из них не имел бы преимущества.Таким образом, они стремились рассредоточить промышленное развитие по стране.

    Если бы вы были географом, которому было поручено найти лучшее место для новой отрасли, вы, вероятно, приняли бы во внимание основные ресурсы, такие как сырье, необходимое для производства, и энергию, необходимую для питания завода. Вы можете подумать о трудовых ресурсах и попытаться разместить отрасль рядом с большим трудовым коллективом. Вы также можете подумать о том, как эффективно доставить товар потребителям, и расположить его рядом с морским портом или железнодорожной линией.Однако вместо того, чтобы принимать во внимание эти географические факторы, советское правительство стремилось максимально разогнать промышленность. Промышленность располагалась без особого внимания к размещению рабочей силы или сырья. Это означало, что в систему были встроены неэффективности, и увеличились ненужные транспортные расходы
    .

    Существенные затраты на поддержку неэффективной системы промышленного развития были увеличены затратами, необходимыми для финансирования холодной войны .Холодная война произошла после Второй мировой войны и была временем политической и военной напряженности, прежде всего между Соединенными Штатами и Советским Союзом. Западная Европа, которая была в значительной степени капиталистической, была отделена от коммунистического Советского Союза так называемым железным занавесом , разделительной линией между Советским Союзом и его государствами-сателлитами, которые присоединились к Варшавскому договору, договору о коллективной обороне, и западным странам. Европейские страны, являющиеся союзниками Организации Североатлантического договора (НАТО) (см. Рисунок 3.14 ). Холодная война была названа так потому, что отличалась от традиционной «горячей» войны тем, что не включала прямого военного конфликта между Соединенными Штатами и Советским Союзом. Однако это привело к вооруженным конфликтам в других частях мира, а также к огромным запасам военного оружия.

    Рисунок 3.14: Карта военных союзов времен холодной войны (Производная работа из оригинала Семхура, Wikimedia Commons)

    В 1980-х годах советский лидер Михаил Горбачев поддерживал реструктуризацию советской экономики с помощью серии некоторых рыночных реформ, известных как перестройка.Он также поддерживал гласность, повышение прозрачности и открытости правительства. К сожалению, эти реформы не смогли изменить систему достаточно быстро, а ослабление государственного контроля только ухудшило состояние и неэффективность советской экономики.

    Советское правительство, и без того истощенное в финансовом отношении системой развития, в значительной степени игнорировавшей географию, не могло поддерживать убыточные государственные предприятия и растущие военные расходы. В конечном итоге страна обанкротилась.В системе, где все аспекты экономики взаимосвязаны, достаточно одного звена, чтобы разорвать цепь, и вдали от политики Горбачева, укрепляющей эту цепочку, Перестройка только еще больше ее ослабила. Советский Союз формально распался в 1991 году. Некоторые утверждали, что Советский Союз развалился экономически. Другие утверждают, что это был прежде всего политический коллапс, вызванный неэффективным правительством и растущим территориальным сопротивлением. География также сыграла свою роль, поскольку правительство игнорировало фундаментальные принципы пространственного расположения и взаимодействия.

    Распад Советского Союза имел далеко идущие последствия для российского ландшафта, и даже сегодня Россия страдает от наследия Советского Союза. К примеру, остатки советской бюрократии влияют на все, от стоимости строительства дороги до форм, необходимых для химчистки одежды. После немедленного распада Советского Союза правительство перешло к рыночной экономике. Во многих случаях те, кто занимал руководящие должности в советском правительстве, получали контроль над отраслями, ранее принадлежавшими государству, создавая класс богатых, часто называемый российской олигархией.Несмотря на некоторые неудачи и глобальные экономические спады, экономика России значительно улучшилась после распада Советского Союза, и в настоящее время Россия занимает шестое место в мире по величине экономики. Уровень бедности и безработицы также резко снизился за последние десятилетия. Хотя население России резко сократилось после распада Советского Союза, в последние годы оно несколько восстановилось.

    Заброшенные промышленные города и рабочие поселки, построенные Советским Союзом, усеивают ландшафт, что свидетельствует о злополучной попытке Советского правительства децентрализовать свое население и развитие (см. Рисунок 3.15 ). Транссибирская магистраль , построенная в 1916 году для соединения Москвы с восточными районами России во Владивостоке, продолжает оставаться наиболее важным транспортным узлом в России, но система автомобильных дорог России остается в основном централизованной на западе. На востоке из-за децентрализации населенных пунктов и тяжелых физических условий строительство и обслуживание дорожных сетей затруднено. Ленское шоссе, например, прозванное «Шоссе из ада», - это федеральная трасса протяженностью 1235 км с севера на юг в Восточной Сибири.До 2014 года это была просто грунтовая дорога, летом часто переходившая в непроходимое, илистое болото.

    Рисунок 3.15: Заброшенные многоквартирные дома в Кадыкчане, Россия (© Laika ac, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0)

    При Владимире Путине, 2-м и 4-м президентах России, экономика России стабильно росла, чему способствовали высокие цены на нефть и мировой спрос на нефть . Путин также провел реформу полиции и вооруженных сил и преследовал некоторых богатых олигархов, взявших под контроль частные предприятия.Критики также отмечают, что Путин принял ряд законов, направленных на подавление политического инакомыслия и личные свободы. Было зафиксировано множество задокументированных случаев пыток заключенных и военнослужащих, а также ряд подозрительных убийств журналистов и депутатов.

    Хотя официально холодная война закончилась распадом Советского Союза, напряженность между Россией и Западом остается высокой. Военный конфликт в бывших советских республиках, таких как Украина, часто приводил к возобновлению закипающих боевых действий.Тем не менее, есть некоторые свидетельства сотрудничества. В 2015 году Путин сказал другим мировым лидерам, что изменение климата - «одна из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается человечество», и поддержал соглашение Организации Объединенных Наций об изменении климата. Ранее Путин заявлял, что для такой холодной страны, как Россия, глобальное потепление будет просто означать, что россиянам придется покупать меньше шуб. Космические агентства США и России также продолжают работать вместе, объявляя о планах совместного строительства новой космической станции.

    Q&A: Как работают климатические модели?

    В первой статье из недельной серии статей, посвященной моделированию климата, Carbon Brief подробно объясняет, как ученые используют компьютеры для понимания нашего меняющегося климата…

    Серия

    Carbon Brief по моделированию климата

    Использование компьютерных моделей пронизывает самую суть науки о климате.

    От помощи ученым в разгадывании циклов ледниковых периодов сотни тысяч лет назад до составления прогнозов на этот век или следующий - модели являются важным инструментом для понимания климата Земли.

    Но что такое климатическая модель? На что это похоже? Что он на самом деле делает? Это все вопросы, которые может задать любой человек, не занимающийся климатологией.

    Carbon Brief обратилась к ряду ученых-климатологов, чтобы ответить на эти и другие вопросы.Далее следует подробные вопросы и ответы о климатических моделях и о том, как ученые их используют. Вы можете использовать ссылки ниже, чтобы перейти к конкретному вопросу.

    Что такое климатическая модель?

    Модель глобального климата обычно содержит достаточно компьютерного кода, чтобы заполнить 18 000 страниц печатного текста; сотням ученых потребуется много лет, чтобы построить и улучшить; и для работы может потребоваться суперкомпьютер размером с теннисный корт.

    Сами модели бывают разных форм - от тех, которые охватывают только один конкретный регион мира или часть климатической системы, до моделей, имитирующих атмосферу, океаны, лед и сушу для всей планеты.

    Результаты этих моделей продвигают науку о климате, помогая ученым понять, как деятельность человека влияет на климат Земли. Эти достижения лежали в основе решений по климатической политике в национальном и международном масштабах на протяжении последних пяти десятилетий.

    Во многих смыслах моделирование климата - это просто расширение прогнозов погоды, но с упором на изменения за десятилетия, а не за часы. Фактически, Центр Хэдли Метеорологического бюро Великобритании использует одну и ту же «Унифицированную модель» в качестве основы для обеих задач.

    Огромная вычислительная мощность, необходимая для моделирования погоды и климата, означает, что современные модели запускаются с использованием огромных суперкомпьютеров.

    Например, три новых суперкомпьютера Cray XC40 в метеорологическом бюро Hadley Centre вместе способны выполнять 14 000 триллионов вычислений в секунду. На замедленном видео ниже показан третий из этих суперкомпьютеров, установленный в 2017 году.

    Основные физические принципы

    Итак, что именно входит в климатическую модель? На самом базовом уровне климатические модели используют уравнения для представления процессов и взаимодействий, определяющих климат Земли.Они покрывают атмосферу, океаны, сушу и покрытые льдом регионы планеты.

    Модели основаны на тех же законах и уравнениях, которые лежат в основе понимания ученых физических, химических и биологических механизмов, происходящих в системе Земля.

    Например, ученые хотят, чтобы модели климата подчинялись фундаментальным физическим принципам, таким как первый закон термодинамики (также известный как закон сохранения энергии), который гласит, что в закрытой системе энергия не может быть потеряна или создана, только переходил из одной формы в другую.

    Другой - закон Стефана-Больцмана, на основании которого ученые показали, что естественный парниковый эффект сохраняет поверхность Земли примерно на 33 ° C теплее, чем она была бы без него.

    Кроме того, существуют уравнения, описывающие динамику того, что происходит в климатической системе, например, уравнение Клаузиуса-Клапейрона, которое характеризует взаимосвязь между температурой воздуха и максимальным давлением водяного пара в нем.

    Наиболее важными из них являются уравнения движения жидкости Навье-Стокса, которые фиксируют скорость, давление, температуру и плотность газов в атмосфере и воды в океане.

    Уравнения Навье-Стокса для «несжимаемого» потока в трех измерениях (x, y и z). (Хотя воздух в нашей атмосфере технически сжимаем, он относительно медленно движется и поэтому считается несжимаемым для упрощения уравнений.) Примечание: этот набор уравнений проще, чем те, которые будут использоваться в климатической модели, потому что они должны рассчитывать потоки через вращающуюся сферу.

    Однако эта система дифференциальных уравнений в частных производных настолько сложна, что для них нет известного точного решения (за исключением нескольких простых случаев).Это остается одной из величайших математических задач (и тот, кому удастся доказать, что решение всегда существует, ждет приз в миллион долларов). Вместо этого эти уравнения решаются в модели «численно», что означает, что они являются приближенными.

    Ученые переводят каждый из этих физических принципов в уравнения, которые составляют строку за строкой компьютерного кода - часто более миллиона строк для глобальной модели климата.

    Код в глобальных климатических моделях обычно пишется на языке программирования Fortran.Разработанный IBM в 1950-х годах, Fortran был первым языком программирования «высокого уровня». Это означает, что вместо того, чтобы быть написанным на машинном языке - обычно это поток чисел - код написан во многом как человеческий язык.

    Вы можете увидеть это в приведенном ниже примере, где показан небольшой фрагмент кода одной из моделей Метеорологического офиса Hadley Center. Код содержит такие команды, как «IF», ​​«THEN» и «DO». Когда модель запускается, она сначала переводится (автоматически) в машинный код, который понимает компьютер.

    Часть кода из HadGEM2-ES (используемого для CMIP5) на языке программирования Fortran. Код взят из раздела физиологии растений, который начинает изучать, как различные типы растительности поглощают свет и влагу. Предоставлено: д-р Крис Джонс, Метеорологическое бюро Hadley Center

    .

    В настоящее время климатологам доступны многие другие языки программирования, такие как C, Python, R, Matlab и IDL. Однако последние четыре из них - это приложения, которые сами написаны на более фундаментальном языке (таком как Фортран) и, следовательно, относительно медленно работают.Сегодня Fortran и C обычно используются для быстрого запуска глобальной модели на суперкомпьютере.

    Пространственное разрешение

    По всему коду в климатической модели есть уравнения, которые управляют физикой, лежащей в основе климатической системы, от того, как морской лед образуется и тает в арктических водах, до обмена газов и влаги между поверхностью суши и воздухом над ней.

    На приведенном ниже рисунке показано, как все больше и больше климатических процессов включается в глобальные модели на протяжении десятилетий, с середины 1970-х годов до четвертого оценочного доклада («AR4») Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), опубликованного в 2007 г.

    Иллюстрация процессов, добавленных к глобальным климатическим моделям за десятилетия, с середины 1970-х годов, через первые четыре оценочных отчета МГЭИК: первый («FAR») опубликован в 1990 году, второй («SAR») в 1995 году, третий (« ТДО ») в 2001 году и четвертый (« ДО4 ») в 2007 году. (Обратите внимание, есть также пятый отчет, который был завершен в 2014 году). Источник: ДО4 МГЭИК, рис. 1.2

    Итак, как модель вычисляет все эти уравнения?

    Из-за сложности климатической системы и ограничений вычислительной мощности модель не может рассчитать все эти процессы для каждого кубического метра климатической системы.Вместо этого климатическая модель делит Землю на ряд ячеек или «ячеек сетки». Глобальная модель может иметь десятки слоев по высоте и глубине атмосферы и океанов.

    На изображении ниже показано, как это выглядит в трехмерном виде. Затем модель рассчитывает состояние климатической системы в каждой ячейке с учетом температуры, атмосферного давления, влажности и скорости ветра.

    Иллюстрация ячеек сетки, используемых в моделях климата, и климатических процессов, которые модель будет рассчитывать для каждой ячейки (нижний угол).Источник: NOAA GFDL

    Для процессов, которые происходят в масштабах, меньших, чем ячейка сетки, таких как конвекция, модель использует «параметризации», чтобы заполнить эти пробелы. По сути, это приближения, упрощающие каждый процесс и позволяющие включить их в модель. (Параметризация рассматривается в вопросе о настройке модели ниже.)

    Размер ячеек сетки в модели известен как «пространственное разрешение». Относительно грубая модель глобального климата обычно имеет ячейки сетки, которые составляют около 100 км по долготе и широте в средних широтах.Поскольку Земля является сферой, ячейки для сетки, основанной на долготе и широте, больше на экваторе и меньше на полюсах. Однако ученые все чаще используют альтернативные методы построения координатной сетки, такие как кубическая сфера и икосаэдр, которые не имеют этой проблемы.

    Модель с высоким разрешением будет иметь больше коробок меньшего размера. Чем выше разрешение, тем более конкретную климатическую информацию модель может предоставить для конкретного региона, но это требует больше времени для выполнения, поскольку модель требует больше вычислений.

    На рисунке ниже показано, как улучшилось пространственное разрешение моделей между первым и четвертым оценочными отчетами МГЭИК. Вы можете увидеть, как детали в топографии поверхности суши проявляются при улучшении разрешения.

    Повышение пространственного разрешения климатических моделей, используемых в первых четырех оценочных отчетах МГЭИК: первый («FAR») опубликован в 1990 г., второй («SAR») в 1995 г., третий («TAR») в 2001 г. и четвертый («AR4») в 2007 году. (Обратите внимание, есть также пятый отчет, который был завершен в 2014 году).Источник: ДО4 МГЭИК, рис. 1.2

    В общем, увеличение пространственного разрешения модели в два раза потребует примерно в 10 раз большей вычислительной мощности для работы за то же время.

    Шаг по времени

    Аналогичный компромисс должен быть сделан в отношении «временного шага», заключающегося в том, как часто модель рассчитывает состояние климатической системы. В реальном мире время непрерывно, но модель должна разбивать время на небольшие куски, чтобы сделать вычисления управляемыми.

    Каждая модель климата делает это тем или иным образом, но наиболее распространенным подходом является «метод скачка», - объясняет профессор Пол Уильямс, профессор атмосферных наук в Университете Рединга, в главе книги, посвященной именно этой теме:

    «Роль чехарда в моделях состоит в том, чтобы продвигать погоду вперед во времени, позволяя делать прогнозы о будущем. Точно так же, как ребенок на игровой площадке перепрыгивает через другого ребенка, чтобы попасть сзади вперед, модель перепрыгивает через настоящее, чтобы перейти из прошлого в будущее.”

    Другими словами, модель берет климатическую информацию, полученную от предыдущего и настоящего временных шагов, для экстраполяции вперед к следующему, и так далее во времени.

    Как и в случае с размером ячеек сетки, меньший временной шаг означает, что модель может производить более подробную климатическую информацию. Но это также означает, что модели нужно делать больше вычислений при каждом запуске.

    Например, для расчета состояния климатической системы для каждой минуты целого столетия потребуется более 50 м вычислений для каждой ячейки сетки, тогда как только расчет для каждого дня потребует 36 500.Это довольно большой диапазон - так как же ученые решают, какой временной шаг использовать?

    Ответ сводится к поиску баланса, говорит Уильямс Carbon Brief:

    «С математической точки зрения, правильным подходом было бы продолжать уменьшать временной шаг до тех пор, пока симуляции не сойдутся и результаты не перестанут меняться. Однако обычно нам не хватает вычислительных ресурсов для запуска моделей с таким маленьким временным шагом. Поэтому мы вынуждены допускать больший временной шаг, чем нам хотелось бы в идеале.”

    Для атмосферного компонента климатических моделей временной шаг около 30 минут «кажется разумным компромиссом» между точностью и временем компьютерной обработки, говорит Уильямс:

    «Меньшего размера и повышенной точности будет недостаточно, чтобы оправдать дополнительную вычислительную нагрузку. Если увеличить размер, модель будет работать очень быстро, но качество моделирования будет низким ».

    Объединив все эти части вместе, климатическая модель может дать представление всей климатической системы с 30-минутными интервалами на протяжении многих десятилетий или даже столетий.

    Как описывает доктор Гэвин Шмидт, директор Института космических исследований имени Годдарда НАСА в своем выступлении на конференции TED в 2014 году, взаимодействие мелкомасштабных процессов в модели означает, что она создает имитацию нашего климата - все, начиная от испарения влаги из поверхность Земли и образование облаков, куда их уносит ветер и где в конце концов выпадает дождь.

    Шмидт в своем выступлении называет эти «эмерджентные свойства» - особенности климата, которые специально не кодируются в модели, но моделируются моделью в результате всех отдельных встроенных процессов.

    Сродни тренеру футбольной команды. Он или она выбирает команду, выбирает расстановку и определяет тактику, но как только команда выходит на поле, менеджер не может диктовать, когда и когда команда забьет или пропустит гол. В модели климата ученые устанавливают основные правила, основанные на физике земной системы, но именно сама модель создает штормы, засухи и морской лед.

    Итак, подведем итоги: ученые поместили фундаментальные физические уравнения климата Земли в компьютерную модель, которая затем может воспроизвести - среди прочего - циркуляцию океанов, годовой цикл времен года и потоки углерода. между земной поверхностью и атмосферой.

    Вы можете полностью просмотреть выступление Шмидта ниже.

    Хотя вышесказанное в общих чертах объясняет, что такое климатическая модель, существует много разных типов. Прочтите вопрос ниже, чтобы изучить их более подробно.

    К началу

    Какие бывают типы климатических моделей?

    Самыми ранними и наиболее простыми численными моделями климата являются модели энергетического баланса (EBM). EBM не моделируют климат, а вместо этого рассматривают баланс между энергией, поступающей в атмосферу Земли от солнца, и теплом, возвращаемым в космос.Единственная климатическая переменная, которую они вычисляют, - это температура поверхности. Для простейших EBM требуется всего несколько строк кода, и их можно запускать в электронной таблице.

    Многие из этих моделей являются «нульмерными», что означает, что они рассматривают Землю как единое целое; по сути, как единая точка. Другие являются одномерными, например, те, которые также учитывают перенос энергии через разные широты поверхности Земли (преимущественно от экватора к полюсам).

    Следующим шагом от EBM являются радиационно-конвективные модели, которые имитируют передачу энергии через высоту атмосферы - например, за счет конвекции при подъеме теплого воздуха.Радиационно-конвективные модели могут рассчитывать температуру и влажность различных слоев атмосферы. Эти модели, как правило, одномерные (учитывают только перенос энергии через атмосферу), но они также могут быть двухмерными.

    Следующий уровень - это модели общей циркуляции (GCM), также называемые глобальными климатическими моделями, которые имитируют физику самого климата. Это означает, что они улавливают потоки воздуха и воды в атмосфере и / или океанах, а также передачу тепла.

    Ранние GCM моделировали только один аспект земной системы - например, в моделях «только для атмосферы» или «только для океана» - но они делали это в трех измерениях, включая многие километры высоты в атмосфере или глубины океанов в десятки слоев модели.

    Более сложные «связанные» модели объединили эти различные аспекты, связав вместе несколько моделей, чтобы обеспечить исчерпывающее представление о климатической системе. Совместные модели общей циркуляции атмосферы и океана (или «МОЦАО») могут моделировать, например, обмен теплом и пресной водой между сушей и поверхностью океана и воздухом над ними.

    Инфографика ниже показывает, как разработчики моделей постепенно включали отдельные компоненты модели в глобальные связанные модели в течение последних десятилетий.

    Графика Розамунд Пирс; основан на работе доктора Гэвина Шмидта.

    Со временем ученые постепенно добавляли к GCM и другие аспекты земной системы. Когда-то они были бы смоделированы в отдельных моделях, таких как гидрология суши, морской лед и наземный лед.

    Самая последняя подгруппа GCM теперь включает биогеохимические циклы - перенос химических веществ между живыми существами и окружающей их средой - и то, как они взаимодействуют с климатической системой.Эти «модели системы Земли» (ESM) могут моделировать углеродный цикл, азотный цикл, химию атмосферы, экологию океана и изменения в растительности и землепользовании, которые все влияют на то, как климат реагирует на антропогенные выбросы парниковых газов. У них есть растительность, которая реагирует на температуру и осадки и, в свою очередь, изменяет поглощение и выброс углерода и других парниковых газов в атмосферу.

    Профессор Пит Смит, профессор почв и глобальных изменений в Университете Абердина, описывает ESM как «сутенерские» версии GCM:

    «GCM были моделями, которые использовались, возможно, в 1980-х годах.Итак, они были в значительной степени собраны физиками атмосферы, так что все связано с энергией, массой и сохранением воды, и это вся физика их перемещения. Но у них было относительно ограниченное представление о том, как атмосфера затем взаимодействует с океаном и поверхностью суши. В то время как ESM пытается учесть эти взаимодействия с сушей и с океаном, поэтому вы можете рассматривать ESM как «надутую» версию GCM ».

    Существуют также региональные климатические модели («РКМ»), которые выполняют ту же работу, что и МОК, но для ограниченного участка Земли.Поскольку они покрывают меньшую площадь, RCM обычно можно запускать быстрее и с более высоким разрешением, чем GCM. Модель с высоким разрешением имеет меньшие ячейки сетки и, следовательно, может давать более подробную информацию о климате для конкретной области.

    RCM

    - это один из способов «уменьшить масштаб» глобальной климатической информации до местного масштаба. Это означает использование информации, полученной с помощью GCM или крупномасштабных наблюдений, и ее применение к определенной области или региону. Более подробно уменьшение масштаба рассматривается в следующем вопросе.

    Глоссарий

    Интегрированные модели оценки: IAM - это компьютерные модели, которые анализируют широкий спектр данных, например физический, экономический и социальный - для получения информации, которую можно использовать для принятия решений. В частности, в исследованиях климата IAM обычно используются для прогнозирования будущих выбросов парниковых газов и воздействия на климат, а также выгод и затрат на варианты политики, которые могут быть реализованы для их решения.

    Интегрированные модели оценки: IAM - это компьютерные модели, которые анализируют широкий спектр данных - e.грамм. физический, экономический и социальный - для получения информации, которую можно использовать для принятия решений. В частности, для исследования климата… Подробнее

    Наконец, подмножество моделирования климата включает модели комплексной оценки (IAM). Они добавляют аспекты общества к простой модели климата, моделируя, как население, экономический рост и использование энергии влияют на физический климат и взаимодействуют с ним.

    IAM

    создают сценарии того, как выбросы парниковых газов могут измениться в будущем. Затем ученые могут запускать эти сценарии с помощью ESM для составления прогнозов изменения климата, предоставляя информацию, которая может быть использована для информирования о климатической и энергетической политике во всем мире.

    В исследованиях климата IAM обычно используются для прогнозирования будущих выбросов парниковых газов, а также выгод и затрат на варианты политики, которые могут быть реализованы для их решения. Например, они используются для оценки социальной стоимости углерода - денежной оценки воздействия, как положительного, так и отрицательного, каждой дополнительной тонны выбрасываемого СО2.

    Какие входы и выходы для климатической модели?

    Если в предыдущем разделе рассматривалось то, что находится внутри климатической модели, то в этом основное внимание уделяется тому, что ученые вкладывают в модель и получают другую сторону.

    Климатические модели запускаются с использованием данных о факторах, влияющих на климат, и прогнозов о том, как они могут измениться в будущем. Результаты климатической модели могут достигать петабайт данных, включая показания каждые несколько часов для тысяч переменных в пространстве и времени, от температуры до облаков и солености океана.

    Входы

    Основными входными данными в модели являются внешние факторы, которые изменяют количество солнечной энергии, поглощаемой Землей, или количество поглощаемой атмосферой.

    Извержение холмов Суфриер, остров Монтсеррат, Карибские острова, 1/2/2010. Предоставлено: Stocktrek Images, Inc./Alamy Stock Photo.

    Эти внешние факторы называются «принуждениями». К ним относятся изменения в солнечной энергии, долгоживущие парниковые газы, такие как CO2, метан (Ch5), оксиды азота (N2O) и галоидоуглероды, а также крошечные частицы, называемые аэрозолями, которые выделяются при сжигании ископаемого топлива и от лесных пожаров. и извержения вулканов. Аэрозоли отражают падающий солнечный свет и влияют на формирование облаков.

    Как правило, все эти индивидуальные воздействия проходят через модель либо как наилучшую оценку прошлых условий, либо как часть будущих «сценариев выбросов». Это потенциальные пути концентрации парниковых газов в атмосфере, основанные на том, как технологии, энергия и землепользование изменятся на протяжении столетий.

    Сегодня в большинстве модельных прогнозов используется один или несколько «Репрезентативных путей концентрации» (RCP), которые обеспечивают правдоподобное описание будущего на основе социально-экономических сценариев роста и развития глобального общества.Вы можете узнать больше о различных путях в этой более ранней статье Carbon Brief.

    Модели

    также используют оценки прошлых воздействий, чтобы изучить, как изменился климат за последние 200, 1000 или даже 20 000 лет. Прошлые воздействия оцениваются с использованием данных об изменениях орбиты Земли, исторических концентрациях парниковых газов, прошлых извержениях вулканов, изменениях в количестве солнечных пятен и других записях далекого прошлого.

    Кроме того, существуют «контрольные прогоны» климатической модели, в которых радиационное воздействие остается постоянным в течение сотен или тысяч лет.Это позволяет ученым сравнивать смоделированный климат с изменениями в антропогенных или естественных воздействиях и без них, а также оценивать, насколько велико «невынужденное» естественное изменение.

    Выходы

    Климатические модели создают почти полную картину климата Земли, включая тысячи различных переменных в часовых, дневных и ежемесячных временных рамках.

    Эти выходные данные включают температуру и влажность различных слоев атмосферы от поверхности до верхних слоев стратосферы, а также температуры, соленость и кислотность (pH) океанов от поверхности до морского дна.

    Модели

    также производят оценки снегопадов, осадков, снежного покрова и протяженности ледников, ледяных щитов и морского льда. Они генерируют скорость, силу и направление ветра, а также климатические особенности, такие как струйное течение и океанские течения.

    Более необычные результаты модели включают облачный покров и высоту, а также другие технические переменные, такие как длинноволновое излучение приповерхностного апвеллинга - сколько энергии излучается поверхностью обратно в атмосферу - или сколько морской соли уходит из океана во время испарения и накапливается на суше.

    Климатические модели также дают оценку «чувствительности климата». То есть они рассчитывают, насколько чувствительна Земля к увеличению концентрации парниковых газов, принимая во внимание различные обратные связи климата, такие как водяной пар и изменения отражательной способности или «альбедо» поверхности Земли, связанные с потерей льда.

    Полный список общих результатов климатических моделей, запускаемых для следующего отчета МГЭИК, доступен в проекте CMIP6 (Проект взаимного сравнения связанных моделей 6 или CMIP6; CMIP более подробно объясняется ниже).

    Разработчики моделей

    хранят петабайты климатических данных в таких местах, как Национальный центр атмосферных исследований (NCAR), и часто предоставляют данные в виде файлов netCDF, которые легко анализировать исследователям.

    К началу

    Какие типы экспериментов проводят ученые над климатическими моделями?

    Климатические модели используются учеными для ответа на множество различных вопросов, в том числе почему климат Земли меняется и как он может измениться в будущем, если выбросы парниковых газов продолжатся.

    Модели

    могут помочь выяснить, что вызывало наблюдаемое потепление в прошлом, а также насколько большую роль играют природные факторы по сравнению с человеческими факторами.

    Ученые проводят множество различных экспериментов для моделирования климата прошлого, настоящего и будущего. Они также разрабатывают тесты, чтобы проверить работу определенных частей различных климатических моделей. Разработчики моделей проводят эксперименты, выясняя, что произойдет, если, скажем, мы внезапно увеличим выбросы CO2 в четыре раза или если для охлаждения климата будут использованы подходы геоинженерии.

    Многие разные группы проводят одни и те же эксперименты над своими моделями климата, создавая так называемый модельный ансамбль. Эти модельные ансамбли позволяют исследователям изучать различия между климатическими моделями, а также лучше отражать неопределенность в будущих прогнозах. Эксперименты, которые моделисты проводят в рамках проектов взаимного сравнения связанных моделей (CMIP), включают:

    Исторические трассы

    Климатические модели созданы за исторический период, примерно с 1850 года до настоящего времени.Они используют наилучшую оценку факторов, влияющих на климат, включая концентрации CO2, Ch5 и N2O, изменения в солнечной энергии, аэрозоли от извержений вулканов, аэрозоли от деятельности человека и изменения в землепользовании.

    Эти исторические расчеты не «соответствуют» фактическим наблюдаемым температурам или осадкам, а скорее вытекают из физических свойств модели. Это означает, что они позволяют ученым сравнивать модельные прогнозы («ретроспективные прогнозы») прошлого климата с зарегистрированными климатическими наблюдениями. Если климатические модели смогут успешно ретроспективно прогнозировать прошлые климатические переменные, такие как температура поверхности, это дает ученым больше уверенности в модельных прогнозах будущего.

    Исторические прогоны также полезны для определения того, насколько большую роль играет человеческая деятельность в изменении климата (так называемая «атрибуция»).Например, на приведенной ниже диаграмме сравниваются два варианта модели с наблюдаемым климатом - только с естественными воздействиями (синяя заливка) и с прогонами моделей как с человеческими, так и с естественными воздействиями (розовая заливка).

    Рисунок из Четвертого оценочного доклада IPCC (Hegerl et al 2007).

    «Только природные» пробеги включают только естественные факторы, такие как изменения солнечной энергии и извержения вулканов, но они предполагают, что парниковые газы и другие человеческие факторы остаются неизменными на доиндустриальных уровнях. Прогоны, предназначенные только для людей, сохраняют естественные факторы неизменными и учитывают только последствия человеческой деятельности, такие как повышение концентрации парниковых газов в атмосфере.

    Сравнивая эти два сценария (и комбинированный прогон «всех факторов»), ученые могут оценить относительный вклад в наблюдаемые изменения климата антропогенных и природных факторов. Это помогает им выяснить, какая доля современных климатических изменений связана с деятельностью человека.

    Сценарии будущего потепления

    Пятый оценочный отчет МГЭИК сосредоточен на четырех сценариях будущего потепления, известных как сценарии репрезентативной траектории концентрации (RCP). Они смотрят на то, как климат может измениться с настоящего времени до 2100 года и далее.

    Многие факторы, влияющие на выбросы в будущем, такие как население и экономический рост, трудно предсказать. Таким образом, эти сценарии охватывают широкий спектр вариантов будущего: от обычного мира, в котором мало или вообще не предпринимаются меры по смягчению последствий (RCP6.0 и RCP8.5), до мира, в котором агрессивные меры по смягчению воздействий обычно ограничивают потепление не более чем 2C (RCP2.6). Вы можете узнать больше о различных RCP здесь.

    Эти сценарии RCP определяют различные величины радиационных воздействий.Модели используют эти силы, чтобы исследовать, как система Земли будет меняться в зависимости от каждого из путей. Предстоящие учения CMIP6, связанные с шестым оценочным отчетом МГЭИК, добавят четыре новых сценария RCP, чтобы заполнить пробелы вокруг четырех уже используемых, включая сценарий, который соответствует температурному пределу 1,5 ° C.

    Контрольные прогоны

    Контрольные прогоны полезны для изучения того, как естественная изменчивость выражается в моделях при отсутствии других изменений.Они также используются для диагностики «дрейфа модели», когда в модели происходят ложные долгосрочные изменения, не связанные ни с естественной изменчивостью, ни с изменениями внешнего воздействия.

    Если модель «дрейфует», в ней будут происходить изменения, выходящие за рамки обычной естественной изменчивости от года к году и от десятилетия к десятилетию, даже если факторы, влияющие на климат, такие как концентрации парниковых газов, остаются неизменными.

    Управляющие прогоны модели запускают модель в период до того, как современная промышленная деятельность резко увеличила выбросы парниковых газов.Затем они позволяют модели работать в течение сотен или тысяч лет без изменения парниковых газов, солнечной активности или любых других внешних факторов, влияющих на климат. Это отличается от естественного пробега, поскольку человеческие и природные факторы не меняются.

    Выполнение проекта взаимного сравнения моделей атмосферы (AMIP)

    Климатические модели включают атмосферу, сушу и океан. AMIP эффективно «выключает» все, кроме атмосферы, используя фиксированные значения для суши и океана на основе наблюдений.Например, прогоны AMIP используют наблюдаемые температуры поверхности моря в качестве входных данных для модели, позволяя реагировать на температуру поверхности суши и температуру различных слоев атмосферы.

    Обычно климатические модели имеют собственную внутреннюю изменчивость - краткосрочные климатические циклы в океанах, такие как явления Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые происходят в разное время, чем то, что происходит в реальном мире. Прогоны AMIP позволяют разработчикам моделей сопоставлять температуру океана с наблюдениями, так что внутренняя изменчивость в моделях происходит одновременно с наблюдениями, а изменения во времени в обоих случаях легче сравнивать.

    Резкие 4-кратные выбросы CO2

    Проекты сравнения климатических моделей, такие как CMIP5, обычно требуют, чтобы все модели выполняли набор «диагностических» сценариев для проверки производительности по различным критериям.

    Один из этих тестов - «резкое» увеличение выбросов CO2 от доиндустриальных уровней до четырехкратного увеличения - с 280 частей на миллион (ppm) до 1120ppm - при сохранении всех других факторов, влияющих на климатическую константу. (Для контекста, текущая концентрация CO2 составляет около 400 частей на миллион.) Это позволяет ученым увидеть, насколько быстро температура Земли реагирует на изменения содержания CO2 в их модели по сравнению с другими.

    • Одна из 42 панелей, представленных на всей станции метро Gare du Nord в Париже, в честь Сюкуро Манабе и его вклада в науку о климате в ознаменование конференции ООН по изменению климата COP21 в 2015 году. Уравнения были использованы Манабе в его основополагающей климатической модели в конец 1960-х гг. Предоставлено: NOAA / Рори О'Коннор.

    • Одна из 42 панелей, выставленных на всей станции метро Gare du Nord в Париже, в честь Сюкуро Манабе и его вклада в науку о климате в ознаменование конференции ООН по изменению климата COP21 в 2015 году.Уравнения были использованы Манабе в его основополагающей климатической модели в конце 1960-х годов. Предоставлено: Розамунд Пирс / Carbon Brief.

    • Одна из 42 панелей, представленных на всей станции метро Gare du Nord в Париже, в честь Сюкуро Манабе и его вклада в науку о климате в ознаменование конференции ООН по изменению климата COP21 в 2015 году. Уравнения были использованы Манабе в его основополагающей климатической модели в конец 1960-х гг. Предоставлено: NOAA / Рори О'Коннор.

    1% CO2 работает

    Другой диагностический тест увеличивает выбросы CO2 по сравнению с доиндустриальными уровнями на 1% в год, пока CO2 в конечном итоге не увеличится в четыре раза и не достигнет 1120 ppm.В этих сценариях также остаются неизменными все другие факторы, влияющие на климат.

    Это позволяет разработчикам моделей изолировать эффекты постепенного увеличения CO2 от всего остального, что происходит в более сложных сценариях, таких как изменения в аэрозолях и других парниковых газах, таких как метан.

    Палеоклиматические трассы

    Здесь модели запускаются для климата прошлого (палеоклимат). Модели были запущены для нескольких различных периодов: последние 1000 лет; голоцен, охватывающий последние 12 000 лет; последний ледниковый максимум 21 000 лет назад, во время последнего ледникового периода; последнее межледниковье около 127 000 лет назад; теплый период среднего плиоцена 3.2 млн лет назад; и необычный период быстрого потепления, названный палеоцен-эоценовым термальным максимумом около 55 миллионов лет назад.

    В этих моделях используются наилучшие имеющиеся оценки факторов, влияющих на прошлый климат Земли, включая солнечную энергию и вулканическую активность, а также долгосрочные изменения орбиты Земли и расположения континентов.

    Эти прогоны палеоклиматических моделей могут помочь исследователям понять, насколько большие прошлые колебания климата Земли происходили, например, во время ледниковых периодов, и как уровень моря и другие факторы менялись в периоды потепления и похолодания.Эти прошлые изменения указывают на будущее, если потепление продолжится.

    Специализированные модельные испытания

    В рамках CMIP6 исследовательские группы по всему миру проводят множество различных экспериментов. К ним относятся изучение поведения аэрозолей в моделях, формирование облаков и обратные связи, реакция ледяного покрова на потепление, сезонные изменения, повышение уровня моря, изменения в землепользовании, океаны и воздействие вулканов.

    Ученые также планируют проект по взаимному сравнению геоинженерных моделей.Здесь будет рассмотрено, как модели реагируют на закачку сульфидных газов в стратосферу для охлаждения климата, среди других возможных вмешательств.

    К началу

    Кто занимается моделированием климата во всем мире?

    В мире существует более двух десятков научных институтов, разрабатывающих модели климата, причем каждый центр часто строит и уточняет несколько различных моделей одновременно.

    Модели, которые они производят, как правило, хотя и довольно банально, носят имена самих центров.Поэтому, например, Центр Хэдли метеорологического бюро разработал семейство моделей «HadGEM3». Тем временем лаборатория геофизической гидродинамики NOAA разработала модель системы Земли GFDL ESM2M.

    Тем не менее, модели становятся все более совместными усилиями, что часто отражается в их названиях. Например, Центр Хэдли и более широкое сообщество Совета по исследованиям окружающей среды (NERC) в Великобритании совместно разработали модель системы Земли UKESM1. В ее основе лежит модель HadGEM3 метеорологического бюро Hadley Centre.

    Другой пример - Модель системы Земли сообщества (CESM), созданная Национальным центром атмосферных исследований (NCAR) в США в начале 1980-х годов. Как следует из названия, модель является продуктом сотрудничества тысяч ученых (и ее можно бесплатно загрузить и запустить).

    Тот факт, что существует множество центров моделирования по всему миру, в которых проходят аналогичные процессы, является «действительно важным направлением исследований климата», - говорит д-р Крис Джонс, который возглавляет исследования Центра Хэдли Метеорологического бюро по моделированию растительности и углеродного цикла и их взаимодействию с климат.Он сообщает Carbon Brief:

    «Существует порядка 10 или 15 крупных центров глобального моделирования климата, которые производят моделирование и результаты. И, сравнивая то, что говорят разные модели и разные наборы исследований, вы можете судить, в каких вещах можно доверять, где они согласны, а где у нас меньше уверенности, где есть разногласия. Это направляет процесс разработки модели ».

    «Если бы была только одна модель или один центр моделирования, было бы гораздо меньше представления о ее сильных и слабых сторонах», - говорит Джонс.И хотя разные модели связаны между собой - между группами ведется много совместных исследований и дискуссий - они обычно не доходят до использования одних и тех же строк кода. Он объясняет:

    «Когда мы разрабатываем новую схему [моделирования], мы публикуем уравнения этой схемы в научной литературе, чтобы она прошла рецензирование. Это общедоступно, и другие центры могут сравнить это с тем, что они используют ».

    Ниже Carbon Brief нанесла на карту центры моделирования климата, которые внесли свой вклад в пятый проект по взаимному сравнению связанных моделей (CMIP5), который вошел в пятый оценочный отчет МГЭИК.Наведите указатель мыши на отдельные центры на карте, чтобы узнать о них больше.

    Большинство модельных центров находятся в Северной Америке и Европе. Однако стоит отметить, что список CMIP5 не является исчерпывающим перечнем центров моделирования, особенно потому, что он ориентирован на учреждения с глобальными климатическими моделями. Это означает, что в список не входят центры, занимающиеся региональным моделированием климата или прогнозированием погоды, - говорит Джонс:

    «Например, мы ведем большую совместную работу с Бразилией, которая концентрирует свои GCM на погодных и сезонных прогнозах.В прошлом они даже использовали версию HadGEM2 для отправки данных в CMIP5. Для CMIP6 они надеются использовать модель системы Земли Бразилии («BESM») ».

    Степень общедоступности компьютерного кода каждого центра моделирования различается в зависимости от учреждения. Многие модели доступны по лицензии научному сообществу бесплатно. Обычно для этого требуется подписание лицензии, определяющей условия использования и распространения кода.

    Например, ECHAM6 GCM, разработанный Институтом метеорологии Макса Планка в Германии, доступен в соответствии с лицензионным соглашением (pdf), в котором оговаривается, что использование его программного обеспечения «разрешено только для законных научных целей в исследованиях и образовании», а «не в коммерческих целях ».

    Институт указывает, что основная цель лицензионного соглашения состоит в том, чтобы сообщить ему, кто использует модели, и установить способ связи с пользователями. Там написано:

    «[Т] ​​разработанное программное обеспечение MPI-M должно оставаться управляемым и документированным. Это дух следующего лицензионного соглашения ... Также важно предоставлять обратную связь разработчикам моделей, сообщать об ошибках и предлагать улучшения кода ».

    Другие примеры моделей, доступных по лицензии, включают: модели NCAR CESM (как упоминалось ранее), GCM ModelE Института космических исследований NASA Годдарда и различные модели Центра моделирования климата Института Пьера Симона Лапласа (IPSL) во Франции.

    К началу

    Что такое CMIP?

    При таком количестве учреждений, разрабатывающих и использующих климатические модели, существует риск того, что каждая группа будет подходить к моделированию по-своему, что снижает сопоставимость их результатов.

    Именно здесь на помощь приходит Проект взаимного сравнения связанных моделей («CMIP»). CMIP - это основа для экспериментов с климатическими моделями, позволяющая ученым систематически анализировать, проверять и улучшать GCM.

    «Связанный» в названии означает, что все климатические модели в проекте являются связанными ГКМ атмосферы и океана. Доктор Крис Джонс из Метеорологического бюро объясняет значение «взаимного сравнения» в названии:

    «Идея взаимного сравнения возникла из того факта, что много лет назад разные группы моделирования имели разные модели, но они также настраивали их немного по-другому и проводили с ними разные численные эксперименты.Когда вы приходите сравнивать результаты, вы никогда не совсем уверены, вызваны ли различия тем, что модели разные, или потому, что они были настроены по-другому ».

    Итак, CMIP был разработан, чтобы привести в соответствие все эксперименты с климатическими моделями, которые проводились различными центрами моделирования.

    С момента своего создания в 1995 году CMIP пережила несколько поколений, и каждая итерация становится все более сложной в разрабатываемых экспериментах. Новое поколение приходит каждые 5-6 лет.

    В первые годы своего существования эксперименты CMIP включали, например, моделирование воздействия ежегодного увеличения концентрации CO2 в атмосфере на 1% (как упоминалось выше). В более поздних итерациях эксперименты включали более подробные сценарии выбросов, такие как Репрезентативные траектории концентрации («RCP»).

    Установка моделей одинаковым образом и с использованием одних и тех же входных данных означает, что ученые знают, что различия в прогнозах изменения климата, исходящих из моделей, обусловлены различиями в самих моделях.Это первый шаг в попытке понять, что вызывает эти различия.

    Выходные данные, создаваемые каждым центром моделирования, затем загружаются на центральный веб-портал, управляемый Программой диагностики и взаимного сравнения климатических моделей (PCMDI), к которому ученые из многих дисциплин и со всего мира могут получить свободный и открытый доступ.

    CMIP находится в ведении Комитета Рабочей группы по совместному моделированию, который является частью Всемирной программы исследования климата (ВПИК), базирующейся во Всемирной метеорологической организации в Женеве.Кроме того, группа CMIP наблюдает за разработкой экспериментов и наборов данных, а также решает любые проблемы.

    Число исследователей, публикующих статьи, основанные на данных CMIP, «выросло с нескольких десятков до более тысячи», - сказала профессор Вероника Айринг, председатель комиссии CMIP, в недавнем интервью журналу Nature Climate Change.

    По словам Айринга, когда моделирование CMIP5 завершено, сейчас ведется работа над CMIP6, в которой будет задействовано более 30 центров моделирования по всему миру.

    Помимо основного набора экспериментов по моделированию «DECK» (Диагностика, Оценка и Характеристика Климы), CMIP6 также будет иметь набор дополнительных экспериментов для ответа на конкретные научные вопросы. Они делятся на отдельные проекты взаимного сравнения моделей, или «MIP». По словам Айринга, на данный момент одобрен 21 MIP:

    «Предложения были представлены в комиссию CMIP и получили одобрение, если они соответствовали 10 критериям, установленным сообществом, в целом: продвижение прогресса в устранении пробелов, выявленных на предыдущих этапах CMIP, участие в основных задачах ВПИК и наличие как минимум восьми модельных групп, желающих принять участие. .”

    Вы можете увидеть 21 MIP и общий план эксперимента CMIP6 на схеме ниже.

    Схема экспериментального проекта CMIP / CMIP6 и 21 MIP, одобренного CMIP6. Воспроизведено с разрешения Simpkins (2017).

    Существует специальный выпуск журнала «Разработка геонаучных моделей по CMIP6», в котором опубликовано 28 статей, охватывающих весь проект и конкретные MIP.

    Результаты прогонов модели CMIP6 лягут в основу большей части исследований, которые будут включены в шестой оценочный отчет МГЭИК.Однако стоит отметить, что CMIP полностью независим от IPCC.

    К началу

    Как ученые проверяют климатические модели? Как они их проверяют?

    Ученые тестируют или «подтверждают» свои модели, сравнивая их с реальными наблюдениями. Это может включать, например, сравнение прогнозов модели с фактическими глобальными температурами поверхности за последнее столетие.

    Климатические модели могут быть проверены на соответствие прошлым изменениям климата Земли.Эти сравнения с прошлым, как упоминалось выше, называются «ретроспективными прогнозами».

    Ученые не «рассказывают» своим моделям, как климат менялся в прошлом - например, они не используют исторические показания температуры. Вместо этого они вводят информацию о прошлых климатических воздействиях, а модели создают «ретроспективный прогноз» исторических условий. Это может быть полезным способом проверки моделей.

    Климатическая модель ретроспективных прогнозов различных климатических факторов, включая температуру (на поверхности, в океанах и атмосфере), дождь и снег, образование ураганов, протяженность морского льда и многие другие климатические переменные, были использованы, чтобы показать, что модели могут точно моделировать климат Земли. .

    Имеются ретроспективные прогнозы исторического рекорда температуры (с 1850 г. по настоящее время) за последние 2000 лет с использованием различных климатических заместителей и даже за последние 20 000 лет.

    Конкретные события, которые имеют большое влияние на климат, такие как извержения вулканов, также могут использоваться для проверки работоспособности модели. Климат относительно быстро реагирует на извержения вулканов, поэтому разработчики моделей могут увидеть, точно ли модели отражают то, что происходит после сильных извержений, после ожидания всего несколько лет.Исследования показывают, что модели точно прогнозируют изменения температуры и водяного пара в атмосфере после крупных извержений вулканов.

    Климатические модели также сравниваются со средним состоянием климата, известным как «климатология». Например, исследователи проверяют, схожа ли средняя температура Земли зимой и летом в моделях и реальности. Они также сравнивают протяженность морского льда между моделями и наблюдениями и могут использовать модели, которые лучше представляют текущее количество морского льда, пытаясь спрогнозировать будущие изменения.

    Эксперименты, в которых запускается множество различных моделей с одинаковыми концентрациями парниковых газов и другими «факторами воздействия», как в проектах взаимного сравнения моделей, позволяют выявить сходства и различия между моделями.

    Для многих частей климатической системы среднее значение для всех моделей может быть более точным, чем для большинства отдельных моделей. Исследователи обнаружили, что прогнозы могут демонстрировать более высокую квалификацию, более высокую надежность и согласованность при объединении нескольких независимых моделей.

    Один из способов проверить надежность моделей - сравнить прогнозируемые будущие изменения с тем, как обстоят дела в реальном мире. Однако это может быть сложно сделать с помощью долгосрочных прогнозов, потому что потребуется много времени, чтобы оценить, насколько хорошо работают текущие модели.

    Недавно Carbon Brief обнаружила, что модели, созданные учеными с 1970-х годов, в целом хорошо справляются с прогнозированием будущего потепления. На видео ниже показан пример модельных ретроспективных прогнозов и прогнозов в сравнении с фактическими температурами поверхности.

    К началу

    Каким образом модели климата «параметризуются» и настраиваются?

    Как упоминалось выше, ученые не имеют в своем распоряжении безграничных вычислительных мощностей, и поэтому в моделях необходимо разделить Землю на ячейки сетки, чтобы сделать вычисления более управляемыми.

    Это означает, что на каждом этапе модели во времени вычисляется средний климат каждой ячейки сетки. Однако существует множество процессов в климатической системе и на поверхности Земли, которые происходят в масштабах в пределах одной ячейки.

    Например, высота поверхности земли будет усреднена по всей ячейке сетки модели, что означает, что она потенциально не учитывает детали любых физических объектов, таких как горы и долины. Точно так же облака могут образовываться и рассеиваться в масштабах, намного меньших, чем ячейка сетки.

    Для решения этой проблемы эти переменные «параметризованы», то есть их значения определяются в компьютерном коде, а не рассчитываются самой моделью.

    На приведенном ниже рисунке показаны некоторые процессы, которые обычно параметризуются в моделях.

    Параметризация также может использоваться в качестве упрощения, когда климатический процесс не совсем понятен. Параметризация - один из основных источников неопределенности в климатических моделях.

    Список из 20 климатических процессов и свойств, которые обычно необходимо параметризовать в глобальных климатических моделях. Изображение любезно предоставлено MetEd, программой COMET, UCAR.

    Во многих случаях невозможно сузить параметризованные переменные до одного значения, поэтому модель должна включать оценку.Ученые проводят тесты с моделью, чтобы найти значение или диапазон значений, которые позволяют модели наилучшим образом представить климат.

    Этот сложный процесс известен как «настройка» или «калибровка» модели. Хотя это необходимая часть моделирования климата, это не специфический для него процесс. В 1922 году, например, в документе Королевского общества по теоретической статистике «оценка параметров» была определена как один из трех этапов моделирования.

    Доктор Джеймс Скрин, доцент кафедры климатологии Университета Эксетера, описывает, как ученые могут настроить свою модель на альбедо (отражательную способность) морского льда.Он сообщает Carbon Brief:

    «Во многих моделях морского льда альбедо морского льда является параметром, которому присвоено определенное значение. Мы не знаем «правильного» значения альбедо льда. Существует некоторый диапазон неопределенности, связанный с наблюдениями за альбедо. Таким образом, при разработке своих моделей центры моделирования могут экспериментировать с немного разными, но правдоподобными значениями параметров, пытаясь смоделировать некоторые основные характеристики морского льда как можно ближе к нашим лучшим оценкам по наблюдениям.Например, они могут захотеть убедиться, что сезонный цикл выглядит правильным или имеется примерно необходимое количество льда в среднем. Это тюнинг ».

    Если бы все параметры были определены на 100%, то в калибровке не было бы необходимости, отмечает экран. Но знания ученых о климате несовершенны, потому что доказательства, которые они получают в результате наблюдений, неполны. Следовательно, им необходимо протестировать значения своих параметров, чтобы получить разумные выходные данные модели для ключевых переменных.

    Глоссарий

    Альбедо: Альбедо - это показатель того, какая часть солнечной энергии отражается от поверхности.Оно образовано от латинского слова albus, что означает белый. Альбедо измеряется в процентах или долях солнечной энергии, которая отражается. Снег и лед, как правило, имеют более высокое альбедо, чем, например, почва, леса и открытая вода.

    Альбедо: Альбедо - это показатель того, какая часть солнечной энергии отражается от поверхности. Оно образовано от латинского слова albus, что означает белый. Альбедо измеряется в процентах… Подробнее

    Поскольку большинство глобальных моделей будут содержать схемы параметризации, практически все центры моделирования проводят ту или иную настройку модели.Исследование, проведенное в 2014 году (pdf), показало, что в большинстве случаев разработчики моделей настраивают свои модели, чтобы обеспечить точность долгосрочного среднего состояния климата, включая такие факторы, как абсолютные температуры, концентрация морского льда, альбедо поверхности и протяженность морского льда. .

    Фактор, на который чаще всего настраиваются - в 70% случаев - это радиационный баланс в верхних слоях атмосферы. Этот процесс включал настройку параметризации, в частности облаков - микрофизики, конвекции и облачности, - а также снега, альбедо морского льда и растительности.

    Эта настройка не предполагает простой «подгонки» исторических наблюдений. Скорее, если разумный выбор параметров приводит к результатам модели, которые резко отличаются от наблюдаемой климатологии, разработчики моделей могут решить использовать другой. Точно так же, если обновления модели приводят к большому расхождению с наблюдениями, разработчики моделей могут искать ошибки или другие факторы, объясняющие разницу.

    Как сообщил директор Института космических исследований имени Годдарда НАСА доктор Гэвин Шмидт Carbon Brief:

    «Глобальные средние тенденции отслеживаются на предмет здравомыслия, но (как правило) не учитываются точно.В сообществе по этому поводу ведется много дискуссий, но все понимают, что это нужно сделать более прозрачным ».

    Что такое коррекция смещения?

    Хотя климатические модели хорошо моделируют климат Земли в целом, включая знакомые климатические особенности, такие как штормы, муссонные дожди, реактивные течения, пассаты и циклы Эль-Ниньо, они не идеальны. Это особенно верно в региональном и местном масштабах, где моделирование может иметь существенные отклонения от наблюдаемого климата, известные как «систематические ошибки».

    Эти смещения возникают из-за того, что модели представляют собой упрощение климатической системы, а крупномасштабные ячейки сетки, которые используют глобальные модели, могут упускать детали местного климата.

    В этих случаях ученые применяют методы «коррекции смещения» к модельным данным, объясняет д-р Дуглас Мараун, руководитель исследовательской группы по моделированию и анализу регионального климата в Университете Граца и соавтор книги «Статистическое масштабирование и смещение. Поправка на исследования климата ». Он сообщает Carbon Brief:

    «Представьте, что вы инженер-гидротехник и должны защищать долину от внезапных наводнений из близлежащего горного ручья.Предполагается, что защита продлится в течение следующих десятилетий, поэтому вы должны учитывать будущие изменения количества осадков в вашем бассейне реки. Климатические модели, даже если они определяют соответствующие погодные системы, могут быть искажены по сравнению с реальным миром ».

    По словам Марауна, для инженера-водника, который использует выходные данные климатической модели в качестве входных данных для модели риска наводнений в долине, такие смещения могут иметь решающее значение:

    «Предположим, что в действительности у вас отрицательная температура, идет снег и поверхностный сток в результате сильных дождей очень низкий.Но модель имитирует положительные температуры, осадки и ливневые паводки ».

    Другими словами, если взять результаты крупномасштабной климатической модели как есть и пропустить их через модель наводнения, это может создать неверное представление о риске наводнения в этой конкретной долине.

    Для решения этой проблемы - и создания климатических прогнозов, которые инженер-гидротехник может использовать при проектировании защиты от наводнений, - ученый применяет «коррекцию смещения» к выходным данным климатической модели.

    Профессор Эд Хокинс, профессор климатологии в Университете Рединга, объясняет Carbon Brief:

    «Коррекция смещения - иногда называемая« калибровкой »- это процесс учета смещений в имитационных моделях климата для получения прогнозов, которые более согласуются с имеющимися наблюдениями.”

    По сути, ученые сравнивают долгосрочную статистику в выходных данных модели с наблюдаемыми климатическими данными. Затем, используя статистические методы, они исправляют любые ошибки в выходных данных модели, чтобы убедиться, что они соответствуют текущим знаниям о климатической системе.

    Коррекция смещения часто основана на усредненной климатической информации, отмечает Мараун, хотя более сложные подходы также корректируют крайние значения.

    По словам Хокинса, этап коррекции смещения в процессе моделирования особенно полезен, когда ученые рассматривают аспекты климата, для которых важны пороговые значения.

    Пример взят из исследования 2016 года, проведенного в соавторстве с Хокинсом, о том, как морские пути могут открываться через арктический морской лед из-за изменения климата. Он объясняет:

    «Жизнеспособность арктического судоходства в будущем зависит от прогнозируемой толщины морского льда, поскольку различные типы судов не могут путешествовать, если лед достигает критической толщины в любой точке маршрута. Если климатическая модель имитирует слишком много или слишком мало льда для сегодняшнего дня в конкретном месте, тогда прогнозы жизнеспособности маршрута судна также будут неверными.

    «Тем не менее, мы можем использовать наблюдения за толщиной льда, чтобы исправить пространственные отклонения в смоделированной толщине морского льда в Арктике и создать прогнозы, которые более согласованы, чем без коррекции смещения».

    Другими словами, используя коррекцию смещения для получения правильного изображения смоделированного морского льда в модели на сегодняшний день, Хокинс и его коллеги могут иметь больше уверенности в своих прогнозах на будущее.

    Российский ледокол на Северном полюсе.Предоставлено: Кристофер Мишель через Flickr.

    Как правило, коррекция смещения применяется только к выходным данным модели, но в прошлом она также использовалась в прогонах моделей, объясняет Мараун:

    «Примерно десять лет назад было довольно обычным делом регулировать потоки между различными компонентами модели - например, океаном и атмосферой - на каждом этапе модели в сторону наблюдаемых полей с помощью так называемых« поправок на поток »».

    В последних достижениях в моделировании поправок к среднему потоку больше нет необходимости.Тем не менее, некоторые исследователи выдвинули предположение, что поправки на поток все еще могут использоваться для устранения оставшихся смещений в моделях, говорит Мараун:

    «Например, большинство ГКМ моделируют слишком холодную Северную Атлантику, проблему, которая имеет косвенное влияние, например, на атмосферную циркуляцию и характер осадков в Европе».

    Итак, подталкивая модель к тому, чтобы моделирование северной части Атлантического океана продолжалось (на основе данных наблюдений), идея состоит в том, что это может дать, например, более точное моделирование осадков для Европы.

    Однако он добавляет, что при использовании поправок на поток есть потенциальные подводные камни:

    «Обратной стороной таких подходов является то, что в модели присутствует искусственная сила, которая тянет модель к наблюдениям, и такая сила может даже ослабить моделируемое изменение климата».

    Другими словами, если модель не производит достаточного количества осадков в Европе, это может быть по причинам, не связанным с Северной Атлантикой, - объясняет Мараун. Например, это может быть связано с тем, что смоделированные следы шторма посылают ливни не в тот регион.

    Это подтверждает тот момент, что ученые должны быть осторожны, чтобы не применять коррекцию смещения, не понимая основной причины смещения, заключает Мараун:

    «Исследователям климата необходимо приложить гораздо больше усилий, чтобы понять причины систематических ошибок модели, а исследователи, выполняющие коррекцию систематических ошибок, должны включить эту информацию в свои исследования».

    В недавней статье о перспективах в Nature Climate Change, Мараун и его соавторы утверждают, что «текущие методы коррекции смещения могут улучшить применимость моделирования климата», но они не могут - и не должны - использоваться для преодоления более значительных ограничений с помощью климатические модели.

    К началу

    Насколько точны прогнозы температуры климатической моделью?

    Одним из наиболее важных результатов климатических моделей является проекция глобальных приземных температур.

    Чтобы оценить, насколько хорошо работают их модели, ученые сравнивают наблюдения за климатом Земли с прогнозами будущей температуры моделей и историческими «ретроспективными» прогнозами температуры. Затем ученые могут оценить точность прогнозов температуры, посмотрев, как отдельные климатические модели и среднее значение всех моделей сравниваются с наблюдаемым потеплением.

    Исторические изменения температуры с конца 1800-х годов обусловлены рядом факторов, включая повышение концентрации парниковых газов в атмосфере, аэрозоли, изменения солнечной активности, извержения вулканов и изменения в землепользовании. Естественная изменчивость также играет роль в более короткие сроки.

    Если модели хорошо фиксируют реакцию климата в прошлом, исследователи могут быть более уверены в том, что они будут точно реагировать на изменения тех же факторов в будущем.

    Carbon Brief более подробно исследует, как модели климата сравниваются с наблюдениями, в недавнем аналитическом материале, рассматривая, как прогнозы приземной температуры в климатических моделях с 1970-х годов совпадают с реальностью.

    Модельные оценки атмосферных температур немного теплее, чем наблюдения, в то время как модели теплосодержания океана достаточно хорошо соответствуют нашим лучшим оценкам наблюдаемых изменений.

    Сравнение моделей и наблюдений может быть довольно сложной задачей.Наиболее часто используемые значения из климатических моделей относятся к температуре воздуха чуть выше поверхности. Однако наблюдаемые температурные рекорды представляют собой комбинацию температуры воздуха над поверхностью земли и температуры поверхностных вод океана.

    Сравнение глобальной температуры воздуха из моделей с комбинацией температур воздуха и температуры поверхности моря в наблюдениях может создать проблемы. Чтобы учесть это, исследователи создали то, что они называют «смешанными полями» из климатических моделей, которые включают температуру поверхности океана в океанах и температуру приземного воздуха над сушей, чтобы соответствовать тому, что фактически измеряется в наблюдениях.

    Эти смешанные поля из моделей показывают немного меньшее потепление, чем глобальные температуры приземного воздуха, поскольку в последние годы воздух над океаном нагревается быстрее, чем температура поверхности моря.

    На приведенном ниже рисунке

    Carbon Brief показано как среднее значение температуры воздуха для всех моделей CMIP5 (пунктирная черная линия), так и среднее значение смешанных полей для всех моделей CMIP5 (сплошная черная линия). Серая область показывает неопределенность результатов модели, известную как 95% доверительный интервал. Отдельные цветные линии представляют различные оценки температуры, полученные в результате наблюдений, от таких групп, как Центр Хэдли из Метеорологического бюро, NOAA и NASA.

    Среднее значение смешанной модели суши и океана RCP4.5 CMIP5 (черным цветом), диапазон модели с двумя сигмами (серым цветом) и данные наблюдений о температуре от NASA, NOAA, HadCRUT, Cowtan and Way и Земли Беркли с 1970 по 2020 год. линия показывает исходное (несмешанное) многомодельное среднее CMIP5. Предварительное значение на 2017 год основано на температурных аномалиях до конца августа. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

    Смешанные поля из моделей в целом достаточно хорошо соответствуют потеплению, наблюдаемому в наблюдениях, в то время как температуры воздуха из моделей показывают немного большее потепление, поскольку они включают в себя температуру воздуха над океаном, а не самой поверхности моря.Все наблюдения находятся в пределах 95% доверительного интервала прогонов моделей, что позволяет предположить, что модели хорошо отражают краткосрочную естественную изменчивость, вызванную Эль-Ниньо и другими факторами.

    Более длительный период прогнозов модели с 1880 по 2100 год показан на рисунке ниже. Он показывает как долгосрочное потепление с конца 19-го века, так и прогнозы будущего потепления в рамках сценария относительно быстрого сокращения выбросов (так называемого «RCP4.5») с глобальными температурами, достигающими около 2.На 5C выше доиндустриальных уровней к 2100 году (и примерно на 2C выше базового уровня 1970-2000 годов, показанного на рисунке).

    То же, что и предыдущий рисунок, но с 1880 по 2100 год. В прогнозах до 2100 года используется RCP4.5. Обратите внимание, что этот и предыдущий графики используют базовый период 1970–2000 годов. Диаграмма от Carbon Brief с использованием Highcharts.

    Проекции климата с середины 1800-х годов довольно хорошо согласуются с наблюдениями. Есть несколько периодов, например, начало 1900-х годов, когда Земля была немного холоднее, чем прогнозировалось моделями, или 1940-е годы, когда наблюдения были немного теплее.

    В целом, однако, четкое соответствие между смоделированными и наблюдаемыми температурами повышает уверенность ученых в том, что модели точно отражают как факторы, вызывающие изменение климата, так и уровень краткосрочной естественной изменчивости климата Земли.

    В период с 1998 года, когда наблюдения были немного ниже, чем прогнозы модели, в недавней статье Nature исследуются причины, почему это произошло.

    Исследователи обнаружили, что некоторые различия устраняются за счет использования смешанных полей из моделей.Они предполагают, что остальная часть расхождения может быть объяснена сочетанием краткосрочной естественной изменчивости (в основном в Тихом океане), небольших вулканов и более низкой, чем ожидалось, солнечной мощности, которая не была включена в модели после 2005 года. прогнозы.

    Средняя глобальная температура поверхности - это лишь одна из многих переменных, включенных в климатические модели, и модели можно оценивать по многим другим климатическим показателям. Например, есть определенные «отпечатки пальцев» человеческого потепления в нижних слоях атмосферы, которые видны как в моделях, так и в наблюдениях.

    Прогнозы модели были проверены на основе наблюдений за температурой на поверхности, в океанах и атмосфере, с историческими данными о дождях и снеге, образованием ураганов, протяженностью морского льда и многими другими климатическими переменными.

    Как правило, модели

    хорошо справляются с сопоставлением наблюдений в глобальном масштабе, хотя некоторые переменные, такие как осадки, труднее получить на региональном уровне.

    К началу

    Каковы основные ограничения в моделировании климата на данный момент?

    Стоит повторить, что климатические модели не являются идеальным представлением климата Земли - и не могут быть таковыми.Поскольку климат по своей природе хаотичен, моделировать со 100% точностью невозможно, но модели довольно хорошо справляются с задачей получения правильного климата.

    Точность прогнозов, сделанных моделями, также зависит от качества прогнозов, которые в них используются. Например, ученые не знают, упадут ли выбросы парниковых газов, и поэтому делают оценки, основанные на различных сценариях будущего социально-экономического развития. Это добавляет еще один уровень неопределенности к климатическим прогнозам.

    Точно так же есть аспекты будущего, которые были бы настолько редкими в истории Земли, что их чрезвычайно сложно спрогнозировать. Одним из примеров является то, что ледяные щиты могут дестабилизироваться по мере их таяния, ускоряя ожидаемое повышение уровня мирового океана.

    Тем не менее, несмотря на то, что модели становятся все более сложными и изощренными, в климатической системе все еще есть аспекты, которые они пытаются уловить так хорошо, как хотелось бы ученым.

    Облака

    Одно из основных ограничений климатических моделей - насколько хорошо они представляют облака.

    Облака - постоянная заноза для климатологов. Они покрывают около двух третей Земли одновременно, но отдельные облака могут образовываться и исчезать в течение нескольких минут; они могут как согревать, так и охлаждать планету, в зависимости от типа облаков и времени суток; а у ученых нет записей о том, какими были облака в далеком прошлом, что затрудняет определение того, изменились ли они и как.

    Конкретный аспект трудностей моделирования облаков сводится к конвекции.Это процесс, при котором теплый воздух у поверхности Земли поднимается через атмосферу, охлаждается, а затем содержащаяся в нем влага конденсируется с образованием облаков.

    В жаркие дни воздух быстро нагревается, что вызывает конвекцию. Это может вызвать интенсивные кратковременные дожди, часто сопровождаемые громом и молнией.

    Кредит: Никколо Убалдуччи / Flickr (CC BY-NC-ND 2.0)

    Конвекционные дожди могут выпадать в короткие сроки и в очень определенных областях. Таким образом, глобальные климатические модели имеют слишком грубое разрешение, чтобы фиксировать эти выпадения осадков.

    Вместо этого ученые используют «параметризацию» (см. Выше), которая представляет средние эффекты конвекции по отдельной ячейке сетки. Это означает, что GCM не моделируют отдельные штормы и местные сильные ливни, объясняет д-р Лиззи Кендон, старший научный сотрудник метеорологического бюро Hadley Center, для Carbon Brief:

    «Как следствие, GCM не могут фиксировать интенсивность осадков в субсуточных временных масштабах и экстремальные значения осадков в летнее время. Таким образом, у нас будет низкая уверенность в будущих прогнозах почасовых осадков или экстремальных конвективных явлений на основе МОК или РКМ грубого разрешения.”

    (Позднее на этой неделе Carbon Brief опубликует статью, в которой исследуются прогнозы осадков с помощью климатической модели).

    Чтобы помочь решить эту проблему, ученые разработали климатические модели с очень высоким разрешением. Они имеют ячейки сетки шириной несколько километров, а не десятки километров. Эти «разрешающие конвективные» модели могут моделировать более крупные конвективные бури без необходимости параметризации.

    Однако недостатком большей детализации является то, что модели еще не могут охватывать весь земной шар.Несмотря на меньшую площадь и использование суперкомпьютеров, эти модели по-прежнему требуют очень много времени для запуска, особенно если ученые хотят запустить множество вариаций модели, известных как «ансамбль».

    Например, моделирование, которое является частью проекта IMPALA «Будущий климат для Африки» («Улучшение модельных процессов для африканского климата»), использует модели, допускающие конвекцию, охватывающие всю Африку, но только для одного члена ансамбля, - говорит Кендон. Точно так же следующий набор климатических прогнозов Великобритании, который должен быть опубликован в следующем году («UKCP18»), будет проводиться для 10 членов ансамбля, но только для Великобритании.

    Но до распространения этих моделей, допускающих конвекцию, до глобального масштаба еще далеко, отмечает Кендон:

    «Вероятно, пройдет много лет, прежде чем мы сможем позволить себе [вычислительную мощность], позволяющую моделировать глобальный климат с учетом конвекции, особенно для нескольких членов ансамбля».

    Двойной ITCZ ​​

    С проблемой облаков в глобальных моделях связана проблема «двойного ITCZ». Зона межтропической конвергенции, или ITCZ, представляет собой огромный пояс низкого давления, который окружает Землю около экватора.Он определяет годовое количество осадков в большей части тропиков, что делает его чрезвычайно важным элементом климата для миллиардов людей.

    Иллюстрация зоны межтропической конвергенции (ITCZ) и основных моделей глобальной циркуляции в атмосфере Земли. Источник: Creative Commons

    ITCZ ​​каждый год путешествует на север и юг по тропикам, примерно отслеживая положение солнца в зависимости от времени года. Глобальные климатические модели воссоздают ITCZ ​​в своих симуляциях, которые возникают в результате взаимодействия между отдельными физическими процессами, закодированными в модели.Однако, как объясняется в статье Journal of Climate, подготовленной учеными Калифорнийского технологического института в США, есть некоторые области, в которых климатические модели не могут правильно представить положение ITCZ:

    «[В восточной части Тихого океана] ITCZ ​​большую часть года располагается к северу от экватора, изгибаясь на несколько градусов широты вокруг [линии] шести [градуса широты]. Однако на короткое время весной он разделяется на две ITCZ, расположенные по обе стороны экватора. Текущие климатические модели преувеличивают это разделение на два ITCZ, что приводит к хорошо известному смещению моделей в два-ITCZ.”

    Большинство GCM демонстрируют некоторую степень проблемы двойного ITCZ, которая заставляет их моделировать слишком много осадков над большей частью тропиков южного полушария, а иногда и недостаточное количество осадков над экваториальной частью Тихого океана.

    Двойной ITCZ ​​«является, пожалуй, наиболее значительным и наиболее устойчивым отклонением в существующих климатических моделях», - говорит д-р Баоцян Сян, главный научный сотрудник Лаборатории геофизической гидродинамики Национального управления океанических и атмосферных исследований США.

    Основным следствием этого является то, что разработчики моделей не верят в прогнозы того, как ITCZ ​​может измениться по мере потепления климата.Но есть и детонационные удары, - сказал Сян в интервью Carbon Brief:

    .

    «Например, большинство современных климатических моделей предсказывают ослабление пассата вместе с замедлением циркуляции Уокера. Существование двойной проблемы ITCZ ​​может привести к недооценке этого ослабленного пассата ».

    (Пассаты - это почти постоянные восточные ветры, которые кружат вокруг Земли по обе стороны от экватора.)

    Кроме того, исследование 2015 года, опубликованное в Geophysical Research Letters, предполагает, что, поскольку двойная ITCZ ​​влияет на обратную связь облаков и водяного пара в моделях, она, следовательно, играет роль в чувствительности климата.

    Глоссарий

    Чувствительность к климату: Степень потепления, которую мы можем ожидать, когда уровень углекислого газа в атмосфере удвоится по сравнению с тем, что было до промышленной революции. Есть два способа выразить чувствительность климата: временная реакция климата (TCR) - это потепление на поверхности Земли, которое мы можем ожидать в точке удвоения, а равновесная чувствительность климата (ECS) - это общая сумма потепления, когда Земля успела полностью приспособиться к дополнительному углекислому газу.

    Чувствительность климата: Степень потепления, которую мы можем ожидать, когда уровень углекислого газа в атмосфере удвоится по сравнению с тем, что было до промышленной революции. Есть два способа выразить чувствительность климата: Переходный климат… Подробнее

    Они обнаружили, что модели с сильным двойным ITCZ ​​имеют более низкое значение равновесной чувствительности климата (ECS), что указывает на то, что «большинство моделей могли недооценивать ECS». Если модели недооценивают ECS, климат будет более теплым в ответ на антропогенные выбросы, чем предполагают их текущие прогнозы.

    Причины двойного ITCZ ​​в моделях сложны, сказал Сян в интервью Carbon Brief, и они стали предметом многочисленных исследований. По словам Сян, вероятно, есть ряд факторов, в том числе способ параметризации конвекции в моделях.

    Например, в документе Proceedings of the National Academy of Sciences в 2012 году было высказано предположение, что проблема связана с тем, что большинство моделей не создают достаточно плотных облаков над «часто пасмурным Южным океаном», что приводит к более высоким, чем обычно, температурам в Южном полушарии. в целом, а также смещение тропических осадков к югу.

    Что касается вопроса о том, когда ученые могут решить эту проблему, Сян говорит, что на него сложно ответить:

    «С моей точки зрения, я думаю, что мы не сможем полностью решить этот вопрос в ближайшее десятилетие. Однако мы добились значительного прогресса в улучшении понимания физики модели, увеличении разрешения модели и более надежных наблюдениях ».

    Реактивные струи

    Наконец, еще одна распространенная проблема в моделях климата - это положение струйных течений в моделях климата.Реактивные потоки - это извилистые реки скоростных ветров, текущих высоко в атмосфере. Они могут направлять погодные системы с запада на восток через Землю.

    Как и в случае с ITCZ, климатические модели воссоздают струйные течения в результате фундаментальных физических уравнений, содержащихся в их коде.

    Однако струйные течения в моделях часто кажутся слишком «зональными» - другими словами, они слишком сильные и слишком прямые, - объясняет д-р Тим Вуллингс, преподаватель физики климата в Оксфордском университете и бывший руководитель объединения. Метеорологическая служба - Группа оценки процессов университетов для блокирования и штормовых путей.Он сообщает Carbon Brief:

    «В реальном мире реактивный самолет немного поворачивает на север, пересекая Атлантический океан (и немного Тихий океан). Поскольку модели недооценивают это, джет в среднем часто находится слишком далеко от экватора ».

    В результате, модели не всегда точно ориентируются на пути, по которым идут погодные условия с низким давлением, известные как «следы шторма». По словам Вуллингса, штормы в моделях часто бывают слишком вялыми, и они не становятся достаточно сильными и стихают слишком быстро.

    Есть способы улучшить это, говорит Вуллингс, но некоторые из них более просты, чем другие.В целом, по словам Вуллингса, может помочь увеличение разрешения модели:

    «Например, когда мы увеличиваем разрешение, вершины гор становятся немного выше, и это способствует отклонению струи немного на север. Бывают и более сложные вещи; если мы сможем улучшить, более активные штормы в модели, это может оказать влияние на реактивный поток, который частично вызван штормами ».

    (Горные вершины становятся выше по мере увеличения разрешения модели, потому что большая детализация позволяет модели «видеть» больше горы по мере того, как она сужается к вершине.)

    Другой вариант - улучшить то, как модель представляет физику атмосферы в ее уравнениях, добавляет Вуллингс, используя «новые умные схемы [для аппроксимации] механики жидкости в компьютерном коде».

    К началу

    Каков процесс улучшения моделей?

    Процесс разработки климатической модели - это долгосрочная задача, которая не заканчивается после публикации модели. Большинство центров моделирования будут обновлять и улучшать свои модели в непрерывном цикле, при этом в процессе разработки ученые потратят несколько лет на создание следующей версии своих моделей.

    Модельер климата за работой в Метеорологическом бюро, Эксетер, Великобритания. Предоставлено: Метеорологическое бюро.

    После того, как будет готова, можно будет выпустить новую версию модели, включающую все улучшения, говорит д-р Крис Джонс из Метеорологического бюро Hadley Center:

    «Это немного похоже на то, как автомобильные компании строят следующую модель конкретного автомобиля, так что они делали ту же самую в течение многих лет, но затем внезапно выходит новая, которую они разрабатывали. То же самое мы делаем и с нашими климатическими моделями ».

    В начале каждого цикла климат, воспроизводимый моделью, сравнивается с рядом наблюдений, чтобы выявить самые большие проблемы, - объясняет д-р Тим Вуллингс.Он сообщает Carbon Brief:

    «После того, как они идентифицированы, внимание обычно переключается на оценку физических процессов, которые, как известно, влияют на эти области, и предпринимаются попытки улучшить представление этих процессов [в модели]».

    Как это делается, варьируется от случая к случаю, говорит Вуллингс, но, как правило, в итоге получается новый улучшенный код:

    «Это могут быть целые строки кода для обработки процесса немного по-другому, или иногда это может быть просто изменение существующего параметра на лучшее значение.Это может быть мотивировано новыми исследованиями или опытом других [центров моделирования] ».

    Иногда в ходе этого процесса ученые обнаруживают, что одни проблемы компенсируют другие, добавляет он:

    «Например, процесс A оказался слишком сильным, но, похоже, это компенсировалось тем, что процесс B был слишком слабым. В этих случаях процесс A обычно фиксируется, даже если он ухудшает модель в краткосрочной перспективе. Затем внимание переключается на исправление процесса B. В конце концов, модель лучше отражает физику обоих процессов, и в целом у нас есть лучшая модель.”

    В Центре Хэдли Метеорологического бюро процесс разработки включает несколько команд, или «групп оценки процесса», которые стремятся улучшить другой элемент модели, объясняет Вуллингс:

    «Группы оценки процесса - это, по сути, рабочие группы, которые следят за определенными аспектами модели. Они отслеживают систематические ошибки в своей области по мере развития модели и тестируют новые методы их уменьшения. Эти группы регулярно встречаются для обсуждения своей области и часто состоят из представителей академического сообщества, а также ученых из Метеорологического бюро.

    Усовершенствования, над которыми работает каждая группа, затем объединяются в новую модель. После завершения модель можно начинать всерьез, говорит Джонс:

    «В конце двух- или трехлетнего процесса у нас есть модель нового поколения, которая, по нашему мнению, лучше, чем предыдущая, и затем мы можем начать использовать ее, чтобы вернуться к научным вопросам, которые мы я уже смотрел раньше, чтобы узнать, сможем ли мы ответить на них лучше ».

    К началу

    Как ученые производят информацию о климатических моделях для конкретных регионов?

    Одним из основных ограничений глобальных климатических моделей является то, что ячейки сетки, из которых они состоят, обычно составляют около 100 км по долготе и широте в средних широтах.Если учесть, что, например, Великобритания имеет ширину немногим более 400 км, это означает, что она представлена ​​в GCM в виде нескольких квадратов сетки.

    Такое грубое разрешение означает, что GCM упускают из виду географические особенности, характеризующие конкретное местоположение. Некоторые островные государства настолько малы, что GCM может рассматривать их просто как клочок океана, отмечает профессор Майкл Тейлор, старший преподаватель Вест-Индского университета и ведущий автор-координатор специального доклада МГЭИК по 1.5С. Он сообщает Carbon Brief:

    «Если вы думаете о восточных Карибских островах, один восточный Карибский остров попадает в рамку сетки, поэтому в этих глобальных климатических моделях он представлен как вода».

    «Даже большие Карибские острова представлены в виде одного или, максимум, двух квадратов сетки - так что вы получаете информацию только для одного или двух квадратов сетки - это создает ограничение для малых островов Карибского региона и малых островов в целом. И поэтому вы не получите точную, более точную информацию в масштабе страны для малых островов.”

    Ученые преодолевают эту проблему, «уменьшая» глобальную климатическую информацию до местного или регионального масштаба. По сути, это означает использование информации, полученной с помощью GCM или крупномасштабных наблюдений, и ее применение к определенному месту или региону.

    Тобаго-Кейс и остров Мейро, Сент-Винсент и Гренадины. Предоставлено: robertharding / Alamy Stock Photo.

    Для малых островных государств этот процесс позволяет ученым получать полезные данные для определенных островов или даже областей внутри островов, - объясняет Тейлор:

    «Весь процесс масштабирования - это попытка взять информацию, которую вы можете получить в крупном масштабе, и каким-то образом связать ее с местным масштабом, или масштабом острова, или даже масштабом субостровов.”

    Есть две основные категории методов уменьшения масштаба. Первый - «динамическое масштабирование». По сути, это запущенные модели, похожие на GCM, но для определенных регионов. Поскольку эти региональные климатические модели (РКМ) охватывают меньшую территорию, они могут иметь более высокое разрешение, чем ГКМ, и при этом работать в разумные сроки. Тем не менее, отмечает доктор Данн Митчелл, преподаватель Школы географических наук Бристольского университета, RCM могут работать медленнее, чем их глобальные аналоги:

    «Для работы RCM с ячейками сетки 25 км, покрывающей Европу, потребуется примерно в 5-10 раз больше времени, чем для GCM с разрешением ~ 150 км.”

    «Прогнозы климата Великобритании на 2009 год» (UKCP09), например, представляют собой набор климатических прогнозов, специально созданных для Великобритании и составленных на основе региональной климатической модели - модели HadRM3 Центра Хэдли Метеорологического бюро.

    HadRM3 использует ячейки сетки размером 25 км на 25 км, тем самым разделяя Великобританию на 440 квадратов. Это было улучшением по сравнению с предшественником UKCP09 («UKCIP02»), который давал проекции с пространственным разрешением 50 км. На приведенной ниже карте показано, насколько более детализирована сетка 25 км (шесть карт справа), чем сетка 50 км (две карты слева),

    RCM

    , такие как HadRM3, могут лучше, хотя и в ограниченном масштабе, представить местные факторы, такие как влияние озер, горных хребтов и морского бриза.

    Сравнение изменений средней сезонной температуры, зимы (вверху) и лета (внизу), к 2080-м годам согласно сценариям высоких выбросов, из UKCIP02 (крайние левые панели) и по прогнозам UKCP09 на трех уровнях вероятности (10, 50 и 90%). ). Более темный красный оттенок показывает большее потепление. © Климатические прогнозы Великобритании, 2009 г.

    Несмотря на то, что RCM ограничены определенной территорией, они все же должны учитывать более широкий климат, который на нее влияет. Ученые делают это, используя информацию из GCM или наблюдений.Тейлор объясняет, как это применимо к его исследованиям в Карибском бассейне:

    «Для динамического масштабирования вы сначала должны определить область, в которой вы собираетесь запустить модель - в нашем случае мы определяем своего рода домен Карибского региона / внутри Америки - поэтому мы ограничиваем моделирование этой областью. Но, конечно, вы вводите в границы этой области результаты крупномасштабных моделей, так что именно информация крупномасштабной модели управляет затем более мелкомасштабной моделью. И это динамическое масштабирование - вы, по сути, делаете моделирование в более мелком масштабе, но в ограниченной области, получая информацию на границах.”

    Также возможно «вкладывать» или встраивать RCM в GCM, что означает, что ученые могут запускать более одной модели одновременно и одновременно получать несколько уровней вывода.

    Вторая основная категория масштабирования - «статистическое масштабирование». Это включает использование данных наблюдений для установления статистической взаимосвязи между глобальным и местным климатом. Используя это соотношение, ученые затем выводят локальные изменения на основе крупномасштабных прогнозов, полученных с помощью GCM или наблюдений.

    Одним из примеров статистического масштабирования является погодный генератор. Генератор погоды создает синтетические временные ряды ежедневных и / или ежечасных данных для определенного местоположения. Он использует комбинацию наблюдаемых местных метеорологических данных и прогнозов будущего климата, чтобы дать представление о том, какими могут быть будущие погодные условия в краткосрочной перспективе. (Генераторы погоды также могут создавать временные ряды погоды в текущем климате.)

    Его можно использовать в целях планирования - например, при оценке риска наводнений для моделирования того, справятся ли существующие средства защиты от наводнений с вероятными будущими уровнями сильных дождей.

    В целом, эти статистические модели можно запускать быстро, что позволяет ученым проводить множество симуляций за время, необходимое для выполнения одного прогона GCM.

    Стоит отметить, что уменьшенная информация по-прежнему сильно зависит от качества информации, на которой она основана, такой как наблюдаемые данные или вводимые данные GCM. Уменьшение масштаба предоставляет только больше данных, зависящих от местоположения, оно не компенсирует любые неопределенности, связанные с данными, на которые он опирается.

    Статистическое масштабирование, в частности, зависит от данных наблюдений, используемых для получения статистической взаимосвязи.«Даунскейлинг» также предполагает, что отношения в текущем климате сохранятся и в более теплом мире, отмечает Митчелл. Он сообщает Carbon Brief:

    «[Статистическое масштабирование] может подойти для хорошо наблюдаемых периодов времени или хорошо наблюдаемых мест, представляющих интерес, но в целом, если вы слишком далеко продвинете локальную систему, статистическая взаимосвязь нарушится. По этой причине статистическое масштабирование плохо ограничивается для будущих климатических прогнозов ».

    По словам Митчелла, динамическое масштабирование более надежно, но только в том случае, если RCM хорошо улавливает соответствующие процессы и данные, управляющие ими, надежны:

    «Часто для моделирования климата реализация погодных и климатических процессов в динамической модели не слишком отличается от более грубой глобальной модели движения, поэтому динамическое масштабирование обеспечивает лишь ограниченную возможность улучшения данных.Однако, если все сделано правильно, динамическое масштабирование может быть полезно для локального понимания погоды и климата, но оно требует огромного количества валидации модели и в некоторых случаях разработки модели для представления процессов, которые могут быть отражены в новых более точных масштабах ».

    К началу

    Обновлено 15 января 2018 г., чтобы уточнить, что приз в один миллион долларов за решение уравнений NS предназначен для доказательства существования решения при любых обстоятельствах, и что квадраты сетки сходятся к полюсам только тогда, когда сетка основана на широте и долгота.

    Carbon Brief благодарит всех ученых, которые помогли в подготовке этой статьи.

    Завтра: интерактивный график основных событий в области моделирования климата за последнее столетие.

    Линии публикации из этой истории

    Изменение климата изменит Россию

    13 января 2021 г.

    Когда американские политики обдумывают траекторию развития России, они, как правило, сосредотачиваются на лидерстве и долголетии президента Владимира Путина и природе его режима, на растущих авторитарных тенденциях Кремля внутри страны и отравлении деятелей оппозиции на Ядерный арсенал России и киберпотенциал или проекция мощи России за рубежом, от вмешательства в выборы до военного вмешательства на Украине и в Сирии.Изменение климата редко попадает в шорт-лист. И все же именно изменение климата, как и любой политический деятель или политический курс, окажет сильнейшее влияние на стратегическое будущее России, изменив ее политику, экономику и общество на десятилетия вперед.

    Россия нагревается в 2,5 раза быстрее, чем остальной мир. В 2020 году регионы по всей России испытали самые высокие температуры за всю историю наблюдений, что привело к лесным пожарам, которые выгорели на площади размером с Грецию и выбросили в атмосферу на треть больше углекислого газа, чем в 2019 году (российские леса составляют пятую часть всего мира).Внезапные наводнения в Сибири уничтожили целые села и вынудили покинуть свои дома тысячи жителей. В 2020 году снежный покров был на рекордно низком уровне, а ледяной покров Арктики сократился до второго самого низкого уровня за более чем 40 лет.

    Вечная мерзлота, покрывающая почти две трети территории России, быстро тает. Более драматические циклы замерзания-оттаивания в недрах разрушают городскую инфраструктуру в российских арктических городах, где проживает более 2 миллионов человек, и создают растущий риск для 200000 километров российских нефте- и газопроводов, не говоря уже о тысячах миль автомобильных и железных дорог. линии, соединяющие одни из самых широких рек России.В результате таяния вечной мерзлоты недавно был опрокинут резервуар для хранения дизельного топлива недалеко от арктического города Норильск, в результате чего 21000 тонн дизельного топлива вылилось в реку Амбарную и окружающие ее недра. Это было связано со вспышками сибирской язвы и открытием огромных метановых кратеров. При нынешних темпах оттаивания - около 1 градуса Цельсия за десятилетие - слой вечной мерзлоты в России перестанет полностью замерзать через три десятилетия. Это может привести к потенциально катастрофическому одноразовому выбросу углерода в атмосферу, который больше не будет проблемой только для России.Согласно одному исследованию, сокращение приповерхностной вечной мерзлоты на 30–99 процентов приведет к выбросу дополнительных 10–240 миллиардов тонн углерода и метана в атмосферу и потенциально поставит земной шар «на грань» к 2100 году. Россия уже четвертая - крупнейший производитель парниковых газов, на долю которого приходится 4,6 процента всех мировых выбросов. Его выбросы на душу населения являются одними из самых высоких в мире - на 53 процента выше, чем в Китае, и на 79 процентов выше, чем в Европейском союзе.

    Ожидается, что резкие изменения в погодных условиях в мире, ускоренные потеплением арктических вод и уменьшением ледяной шапки, приведут к увеличению засух в богатых южных сельскохозяйственных регионах России, включая Ставрополь и Ростов.Это может создать риски для продовольственной безопасности и поставить под угрозу основной экспорт из России: пшеницу. Хотя изменение климата приведет к расширению пахотных земель в России в ее северных широтах, верхний слой почвы на севере, как правило, тоньше и более кислый, чем в наиболее продуктивных южных регионах России, и не может компенсировать его потери. Фактически, в 2017 году пахотные земли сократились более чем наполовину и составили всего 120 000 акров. В июне этого года региональные чиновники в Стравополе, одном из крупнейших пшеничных регионов России, прогнозировали заметное 40-процентное снижение урожая пшеницы в 2020 году в результате засухи.Это также имеет глобальные последствия: Россия является основной частью глобальных пищевых цепочек, на ее долю приходится 20 процентов мирового экспорта пшеницы, поэтому климатические нарушения для российского сельскохозяйственного производства будут иметь серьезные последствия, выходящие далеко за пределы границ России и бюджетной казны. По мере того как сельское хозяйство смещается на север, ученые обеспокоены тем, что выращивание богатых углеродом почв создаст отдельную петлю углеродной обратной связи и ускорит глобальное потепление.

    Экономика изменения климата в России

    Угроза для экономики России от изменения климата двоякая.По данным Счетной палаты России, учащение засух, наводнений, лесных пожаров, вечной мерзлоты и болезней может снизить ВВП на 3 процента ежегодно в следующем десятилетии. По словам заместителя министра по развитию Дальнего Востока и Арктики Александра Крутикова, к 2050 году только нанесение ущерба зданиям и инфраструктуре из-за климатических изменений может стоить России до 9 триллионов рублей (99 миллиардов долларов).

    Между тем, чрезмерная зависимость России от добычи углеводородов представляет собой очевидную уязвимость по мере того, как мир смещается в сторону низкоуглеродных источников энергии и углеродной нейтральности.Природный газ и сжиженный природный газ в Арктике могут стать для России мостом в будущее с более низким уровнем выбросов углерода, но ожидается, что к середине века мировой спрос на газ резко упадет. Федеральная политика России сверху вниз решительно отдает предпочтение управляемым государством промышленным нефтегазовым гигантам. Хотя Россия обладает огромным потенциалом в качестве источника возобновляемой энергии, доля возобновляемых источников энергии в структуре энергопотребления России ничтожна - менее 0,1 процента для ветровой, солнечной и геотермальной энергии, и нет четких планов относительно значительных инвестиций в их рост.В нынешних стратегических документах также не предусматривается значительный рост ядерной и гидроэнергетики, на долю которых в настоящее время приходится 36 процентов электроэнергии в России, но в соответствии с текущими планами к 2050 году она вырастет только до 43 процентов. для 70-85 процентов мировой электроэнергии к 2050 году.)

    Как реагирует правительство России?

    Российская климатическая политика на федеральном и региональном уровне только зарождается, и ей мешает тонко растянутый бюджет.Необходимость реагировать на большее количество экологических бедствий с меньшими затратами становится все более серьезной проблемой между региональными правительствами и Москвой. Ожидаемое усиление экстремальных погодных явлений и деградация инфраструктуры требует упреждающего планирования и значительных долгосрочных инвестиций в модернизацию инфраструктуры и повышение устойчивости, управление лесным хозяйством и другие адаптивные меры, но региональные правительства хронически испытывают нехватку ресурсов и имеют большие долги (некоторые регионы начали банкротство).Снижение международного спроса на углеводороды приведет к дальнейшему сокращению федерального бюджета, так же как материальные издержки изменения климата начнут параболический рост. Этому сокращающемуся бюджету способствуют хроническая коррупция и бесхозяйственность в управлении государственной службой - проблемы, которые, в отличие от изменения климата, находятся в политическом центре и в умах россиян. Вся эта динамика подпитывает очень публичную игру с обвинениями между региональной политической элитой, бизнесом и федеральными властями в том, кто несет финансовую и моральную ответственность за преодоление последствий изменения климата.

    Сам Путин предложил неоднозначную информацию о глобальном потеплении, впервые признав только в октябре 2019 года, что глобальное потепление было результатом деятельности человека, но всего через месяц он поставил под сомнение перспективы глобального перехода к возобновляемым источникам энергии, заявив, что «Когда продвигаются идеи сокращения производства энергии до нуля или использования только солнечной или ветровой энергии, я думаю, что человечество снова может оказаться в пещерах просто потому, что оно ничего не потребляет».

    Хотя хор официальных лиц все больше выражает озабоченность экономическими последствиями изменения климата для России, преобладающим мнением остается пассивная отставка или ошибочный оптимизм.Некоторые официальные лица признают реальность изменения климата, но утверждают, что Россия не в силах решить эту проблему, и поэтому Россия должна извлекать доход из своих богатых углеводородных ресурсов, пока сохраняется глобальный спрос. Другие считают, что Россия получит экономическую выгоду от более высоких температур за счет увеличения пахотных земель и более широкого использования Северного морского пути для коммерческого судоходства - ставка, которая делает опасные предположения о способности России заменить экспорт энергоносителей сельским хозяйством и предполагает -не доказанный устойчивый коммерческий интерес к арктическому морскому маршруту.

    Эта двойственная политика воплощена в подходе России к Парижскому соглашению по климату. Россия подписала соглашение в 2019 году, явно осознавая угрозу, но поскольку в качестве ориентира использовался 1990 год, год, когда страна все еще была частью Советского Союза и выбрасывала почти 2,4 миллиарда тонн углерода, Россия может эффективно увеличить его выбросы в течение следующего десятилетия и по-прежнему достигают цели по сокращению 30 процентов. Согласно стратегическому документу Министерства экономического развития, опубликованному в марте 2020 года, выбросы в России должны вырасти в течение следующего десятилетия.

    Законодательство, введенное в 2019 году в рамках ратификации Россией Парижского соглашения, должно было вводить квоты на выбросы и ценообразование на выбросы углерода, но лоббистские усилия влиятельного Российского союза промышленников и предпринимателей значительно размыли законопроект, что привело к более слабым положениям в отношении отчетности о выбросах и отмене национальной системы торговли квотами на выбросы углерода и штрафов для загрязнителей.

    Как реагирует российское общество?

    Россия всегда заботится об окружающей среде.Согласно опросу, проведенному в январе 2020 года независимым Левада-центром, деградация окружающей среды была названа самой большой угрозой для человечества в двадцать первом веке (48 процентов), за ней следуют международный терроризм (42 процента) и войны (37 процентов). Из всех экологических проблем России респонденты считали загрязнение воздуха наиболее важным за год, который установил новые рекорды по опасному качеству воздуха в России, отчасти из-за лесных пожаров и промышленного загрязнения.

    Тем не менее, непосредственность местных экологических проблем в России - от загрязнения воздуха до практики обращения с отходами и лесных пожаров - не вылилась в более широкие опасения по поводу глобального потепления или активных действий по изменению государственной политики.Опрос, проведенный Ipsos в апреле 2020 года, показал, что только 13 процентов россиян считают климат самой важной экологической проблемой, стоящей перед их страной, - значительно ниже среднемирового показателя (37 процентов). Россияне также были относительно менее обеспокоены будущими источниками энергии и выбором и имели самый низкий общий уровень поддержки действий правительства по борьбе с изменением климата. Одним из факторов, способствующих этому кажущемуся противоречию, вероятно, является сужение гражданского пространства России. Введение законов об «иностранных агентах» привело к потере экологических неправительственных организаций (НПО) в России и заглушило голоса, бьющие тревогу по поводу глобального потепления.Общественная поддержка экологических НПО в последние годы снизилась, несмотря на то, что все большее число россиян готовы протестовать против местных экологических проблем.

    Экономические реалии тоже вносят свой вклад. Годы вялого экономического роста, двойного шока, вызванного COVID-19 и низких цен на нефть, а также скупого подхода к налогово-бюджетному стимулированию снизили благосостояние среднего россиянина. Кремль уделяет приоритетное внимание ускоренному развитию экономики за счет усиления своей углеводородной и промышленной модели. Для многих россиян, которые просто выживают в финансовом отношении, такие проблемы, как рост цен, безработица и неравенство, вытесняют озабоченность по поводу изменения климата.

    Несмотря на более репрессивный политический климат, в последние годы наблюдается всплеск протестов, связанных с окружающей средой. В апреле 2019 года тысячи людей вышли в Арктический регион Архангельска, чтобы выразить протест против строительства новой свалки для отходов от аэростатов в Москве. Тем летом более 2000 человек собрались в уральском Екатеринбурге, чтобы протестовать против строительства церкви в одной из немногих оставшихся зеленых насаждений города. Совсем недавно в Башкортостане, на южном Урале России, вспыхнули протесты против планов местной компании по добыче редкого известнякового холма, который местные жители считают священным.

    В целом ландшафт экологической активности в России более подвижен и децентрализован, чем на Западе, где неформальные протестные группы возникают вокруг конкретных местных проблем, а затем исчезают. Но хотя протесты носят локальный характер, не случайно, что арктические, сибирские и дальневосточные регионы России, где будут сосредоточены воздействия изменения климата, также несут на себе основную тяжесть хронической экономической отсталости. Важно отметить, что эти же регионы традиционно более независимо настроены политически и менее поддерживают инициативы, поддерживаемые Кремлем.

    В Россию поступают изменения извне

    Хотя многие российские официальные лица будут продолжать подчеркивать экономические возможности изменения климата и преуменьшать его последствия для России, они все больше обеспокоены радикальными изменениями, которые вносятся в климатическую политику основных экспортных рынков, особенно Европейского Союза, с его амбициозными планами. для Нового зеленого курса и цели по обеспечению углеродной нейтральности к 2050 году. План ЕС по введению налога на регулирование границ выбросов углерода, который в базовом сценарии обойдется российским экспортерам в 33 миллиарда евро к 2030 году, вынудил российские компании столкнуться с реальностью глобальной переход к низкоуглеродному развитию и рост стоимости их выбросов.Тем временем Китай пообещал обеспечить нейтральный уровень выбросов углерода к 2060 году. Новая экономическая реальность набирает обороты: в декабре 2020 года заместитель министра финансов Владимир Колычев признал, что мировой пик спроса на нефть, возможно, миновал, и указал, что его министерство готовится к расширенному сокращению бюджета. доходы (примерно треть доходов федерального бюджета приходится на реализацию нефти и газа).

    Российское энергетическое и промышленное лобби остается влиятельным голосом против квот на выбросы углерода и является основной причиной застоя внутренней климатической политики, но все большее число российских компаний, включая некоторых производителей углеводородов, таких как Новатэк, и все более известные на международном уровне фирмы, такие как Лукойл, являются опережая усилия правительства по сокращению выбросов и решению проблем устойчивого развития.Их подтолкнули международные финансовые институты и растущие требования инвесторов к экологическим, социальным и управленческим показателям (ESG). Некоторые из крупнейших компаний России вкладывают большие средства в повышение своего рейтинга устойчивости, поскольку низкие оценки наносят ущерб другим. «Полюс», крупнейший производитель золота в России, и «Новатэк» были повышены в рейтинге ESG до «А» в 2020 году, опередив многих компаний-аналогов в отрасли.

    Изменение уже поступило

    Изменение климата будет и дальше вызывать изменения в России, независимо от того, признают ли ее лидеры эту проблему или нет.Наиболее немедленный и значительный толчок к изменениям в России будет исходить извне, поскольку основные экспортные рынки энергоресурсов ускоряют свою экологическую политику. Это представляет собой реальную угрозу экономической модели экспорта углеводородов и полезных ископаемых России, которая усугубляется годами слабого внутреннего роста и глобальной экономики, подавляемой пандемией. Но изменения также происходят изнутри, поскольку связанные с климатом экологические бедствия требуют тяжелого труда, а ограниченные государственные ресурсы не в состоянии справиться с растущей частотой и масштабами разрушения инфраструктуры, лесных пожаров, местного загрязнения и других связанных с климатом проблем, подпитывающих протесты и увеличивающихся. напряженность между губернаторами регионов и Москвой.Российская Арктика, в частности, станет примером того, как взаимосвязаны изменение климата, региональная политическая динамика и экономические амбиции России, поскольку бизнесмены, региональные официальные лица и федеральные министры, включая ключевых членов ближайшего окружения Кремля, борются за развитие государства. ресурсов, но отложить ответственность за финансирование аварийного восстановления и устойчивости к изменению климата. Наши исследования и анализ должны определить, как изменение климата и климатическая политика - как внутренняя, так и внешняя - будут формировать будущее России, и как в ближайшем будущем Кремль и его экономика, основанная на экспорте ископаемого топлива, отреагируют - или не будут - реагировать.

    Сайрус Ньюлин - младший научный сотрудник Программы по Европе, России и Евразии в Центре стратегических и международных исследований (CSIS) в Вашингтоне, округ Колумбия. Хизер А. Конли - старший вице-президент по Европе, Евразии и Арктике и директор Программы CSIS для Европы, России и Евразии.

    Комментарий подготовлен Центром стратегических и международных исследований (CSIS), частным, освобожденным от налогов учреждением, занимающимся вопросами международной государственной политики.Его исследования являются беспристрастными и непатентованными. CSIS не занимает определенных политических позиций. Соответственно, следует понимать, что все взгляды, позиции и выводы, выраженные в данной публикации, принадлежат исключительно автору (авторам).

    © 2021 Центр стратегических и международных исследований. Все права защищены.

    Экологический прогноз в России

    январь 1999

    Настоящий документ подготовлен Председателем Национального разведывательного совета и директором Экологического центра DCI.Он был подготовлен под эгидой Национального офицера разведки по экономике и глобальным вопросам, Национального офицера разведки по науке и технологиям и Национального офицера разведки по России и Евразии.


    Россия в течение следующего десятилетия не сможет эффективно справиться с огромными экологическими проблемами, вызванными десятилетиями неэффективного управления окружающей средой в советских и постсоветских странах и повторяющихся экономических кризисов.Хотя длительное сокращение экономической активности привело к значительному сокращению большинства категорий загрязнения, существенное улучшение состояния окружающей среды будет зависеть от ряда социально-экономических, институциональных и культурных изменений, которым будет способствовать международное участие, которые начнут развиваться спорадически и в ближайшее время. самое раннее до конца нашего 10-летнего периода. До значительного прогресса еще десятилетия.

    Среди важнейших экологических проблем России:

    • Загрязнение воды - самая серьезная проблема. Менее половины населения России имеет доступ к безопасной питьевой воде. В то время как загрязнение воды из промышленных источников уменьшилось из-за спада производства, муниципальные отходы все больше угрожают основным источникам водоснабжения, и ядерное загрязнение может также проникнуть в ключевые источники воды. По оценке главы комитета по охране окружающей среды России, доведение качества всей питьевой воды в России до официальных стандартов может составить 200 миллиардов долларов.
    • Качество воздуха почти такое же плохое, как качество воды, более 200 городов часто превышают российские пределы загрязнения и, вероятно, ухудшатся. Количество транспортных средств на дорогах быстро увеличивалось, и их выбросы компенсируют сокращение промышленного загрязнения воздуха из-за снижения экономической активности и большей зависимости от природного газа.
    • Образование твердых отходов значительно увеличилось из-за принятия западных моделей потребления.Однако муниципалитетам России не хватает управленческого опыта и возможностей для захоронения мусора, чтобы справиться с проблемами захоронения.
    • Проблемы с удалением опасных отходов обширны и растут. По оценкам российских официальных лиц, около 200 метрических тонн наиболее высокотоксичных и опасных отходов ежегодно сбрасываются незаконно в местах, где отсутствует эффективная защита окружающей среды или здоровья населения или отсутствует надзор.
    • Ядерные отходы и химические боеприпасы Загрязнение настолько обширно и дорого обходится, чтобы обратить вспять, что усилия по восстановлению, вероятно, по-прежнему будут ограничиваться в основном простым ограждением пораженных территорий.

    Экологические проблемы наносят вред как здоровью граждан России, так и экономике:

    • Исследования в США, России и Всемирном банке связывают рост респираторных и желудочно-кишечных заболеваний и проблем развития у детей в нескольких городах России отчасти с факторами окружающей среды. Совместное исследование правительства США и России в 1996 году показало, что у четверти учеников детских садов в одном городе концентрации свинца превышают пороговое значение, при котором снижается интеллект, в то время как исследование правительства США отметило рост заболеваемости болезнями, передающимися через воду, и врожденными дефектами, связанными с окружающей средой. .В отчете правительства России загрязнение воздуха названо одним из факторов, вызывающих 17 процентов детских и 10 процентов взрослых болезней.
    • Загрязнение увеличивает нагрузку на бюджет, снижает производительность труда из-за болезней и прогулов и наносит ущерб природным ресурсам. Это также отпугивает некоторых отечественных и иностранных инвесторов, обеспокоенных проблемами очистки и ответственности. Группа российских экспертов оценила общие экономические потери от деградации окружающей среды в размере от 10 до 12 процентов ВВП, что примерно аналогично оценкам потерь в странах Восточной Европы и значительно выше оценок в 1-2 процента в развитых странах.

    Экологические проблемы России также представляют серьезную угрозу для других регионов и, скорее всего, так будет и в следующем десятилетии:

    • Россия является загрязнителем прилегающих морей, сбрасывая промышленные и коммунальные отходы, химические боеприпасы, а до середины 1990-х годов - твердые и жидкие радиоактивные отходы.
    • Судя по всему, страна продолжит оставаться крупным производителем и экспортером запрещенных озоноразрушающих веществ из-за широко распространенной деятельности черного рынка, а также останется основным источником выбросов углекислого газа.

    Хотя официальные лица правительства России осуждают экономические и социальные издержки ухудшения состояния окружающей среды, им не хватает приверженности, ресурсов и организационного потенциала для решения экологических проблем:

    • Политики сосредотачиваются на том, чтобы остановить ухудшение экономического положения в России и стабилизировать финансовые рынки страны, а не на воздействии своих действий на окружающую среду. Расходы на окружающую среду были меньше 0.5 процентов от общих расходов федерального бюджета, или около 480 миллионов долларов в 1997 году - значительное снижение по сравнению со скромными уровнями позднесоветского периода. Например, расходы на качество питьевой воды снизились на 90 процентов по сравнению с уровнем 1980-х годов.
    • В России существует обширная нормативно-правовая база в области охраны окружающей среды, но государственные учреждения, отвечающие за охрану окружающей среды, не обладают полномочиями и возможностями для обеспечения соблюдения законодательства.
    • Продолжающаяся тенденция России относиться к определенным сведениям о ядерных отходах и химическом оружии как к государственной тайне усложнит западные программы помощи в области очистки. Правительство России недавно ввело секретную засекречивание новых категорий информации, связанной с окружающей средой, в ответ на разоблачения бывших офицеров об экологических проблемах на российских военных базах.
    • Экологическая активность пошла на убыль после распада Советского Союза.Несмотря на растущую обеспокоенность проблемами здоровья, связанными с окружающей средой, российская общественность озабочена экономическим выживанием и уделяет гораздо меньше внимания вопросам окружающей среды.

    Ожидается, что Россия станет основным финансовым бенефициаром схемы торговли квотами на выбросы углерода, связанной с Киотским протоколом к ​​Рамочной конвенции ООН об изменении климата, главным образом потому, что резкое снижение экономической активности в России привело к сокращению выбросов почти на 30 процентов ниже уровня Целевой уровень, установленный Россией на период 2008-12 гг.В соответствии с Протоколом страны, превышающие свои целевые сокращения, смогут продавать кредиты на сокращение выбросов тем, кто не может выполнить свои целевые показатели:

    • Даже если в будущем устойчивое восстановление экономики увеличит выбросы, российские официальные лица убеждены, что обширные бореальные леса, покрывающие большую часть страны, будут действовать как основной поглотитель углерода, который при эффективном управлении принесет им значительные доходы намного дольше периода 2008-12 годов .
    • Однако согласно исследованию MEDEA, спонсируемому Национальным разведывательным советом, текущие модели потоков углерода содержат значительные неопределенности, и неясно, является ли северный лес России чистым поглотителем или источником атмосферного углерода. (1)

    Даже незначительное улучшение ситуации в России в течение следующих нескольких лет потребует постоянного международного давления, помощи, управленческого опыта и иностранных инвестиций для компенсации российских недостатков, но любой сдвиг правительства в сторону усиления государственного контроля над экономикой борьба с продолжающимся экономическим кризисом может поставить под угрозу по крайней мере часть этой помощи:

    • Ряд международных институтов и экологических неправительственных организаций (НПО) оказывают России существенную помощь и техническое обучение, а также помощь по приоритетам политики, реформам и институциональному строительству.
    • Хотя последний экономический кризис в России значительно замедлил приток иностранных инвестиций, транснациональные корпорации, инвестировавшие в Россию, обычно внедряют новое и более эффективное оборудование и применяют более экологически безопасные методы, чем российские компании.

    Перспективы более устойчивого экологического прогресса в долгосрочной перспективе будут зависеть не столько от иностранной помощи, сколько от того, смогут ли российские лидеры набраться смелости и навыков для проведения реформ, ведущих к устойчивому экономическому росту, большей подотчетности правительства и более активному участию общественности в политической жизни. :

    • Если Москва сможет обуздать продолжающийся финансовый кризис и внедрить разумную фискальную, денежно-кредитную политику и политику корпоративного управления, инвесторы в конечном итоге вернутся в Россию и помогут заложить основу для устойчивого экономического роста, который, в свою очередь, увеличит государственный и частный секторы экономики. потенциал сектора и готовность решать экологические проблемы.
    • Повышение уровня жизни, наряду с изменениями в политической культуре России, которые увеличивают реакцию правительства и снижают апатию общества, постепенно укрепят общественную поддержку более активной экологической повестки дня, как это имеет место в более развитых странах. Это также повысило бы влияние экологических НПО на экологическую политику правительства и частного сектора.

    Хотя по крайней мере некоторые из этих положительных показателей могут начать проявляться ближе к концу нашего 10-летнего периода, россиянам, вероятно, потребуются десятилетия, чтобы набраться воли и средств для решения своих экологических проблем, особенно если не - Коммунистические или националистические силы приходят к власти и проводят решительную ксенофобскую и антиреформистскую политику.

    Рисунок 1
    Ключевые экологические проблемы России

    Обсуждение

    Объем экологических проблем

    Российские правительственные чиновники откровенно признают, что у страны много экологических проблем, часто используя такие слова, как «катастрофа» и «кризис», чтобы описать масштаб проблемы.

    Некоторые проблемы - это в первую очередь наследие советского прошлого России. Среди факторов, наиболее ответственных за разрушение окружающей среды:

    • Советские плановики уделяли большое внимание развитию тяжелой промышленности по сравнению с другими секторами экономики, и в настоящее время Россия обременена большим количеством устаревших, неэффективных и сильно загрязняющих окружающую среду машин и оборудования, большая часть которых требует ремонта или замены.
    • Советские производственные критерии привели к неэффективному использованию богатых природных ресурсов и энергии России, которые рассматривались как бесплатные или сильно субсидируемые товары. Это поощряло расточительство.
    • Приоритет обороны и безопасности, связанный с оборонными предприятиями и военными объектами, позволил властям проявлять необычайно безрассудную осторожность в обращении с окружающей средой, в том числе просто сбрасывать радиоактивные и другие опасные отходы на близлежащие земли и в водные пути.
    • Коллективизация сельского хозяйства уничтожила индивидуальную ответственность за землю. Лихорадочные кампании по «решению продовольственной проблемы» привели к чрезмерному использованию химических удобрений и пестицидов, истощению пахотных земель и возделыванию огромных площадей маргинальных и полузасушливых земель, которые легко повредить интенсивным сельским хозяйством.
    • Экологические стандарты, хотя и часто устанавливались на высоком уровне, редко соблюдались.Департаменты, отвечающие за охрану природных ресурсов, часто подчинялись министерствам, основной целью которых было увеличение производства.

    Другие экологические проблемы России более тесно связаны с политическими и экономическими преобразованиями в стране в 1990-е годы, особенно с ее остановившимся переходом от командной экономики к свободной рыночной экономике:

    • Объем промышленного производства резко упал в 1990-е годы, но уровень загрязнения в результате выбросов в атмосферу и сточных вод снижался не так быстро.Фирмы обычно занижают свои выбросы и сокращают капитальные вложения, техническое обслуживание и качество топлива, которое они используют для снижения затрат (см. Рисунки 2, 3 и 4). Такие сокращения привели к ухудшению экологических характеристик объектов и увеличению частоты промышленных аварий, наносящих ущерб окружающей среде. Например, разливы нефти и протечки нефтепроводов - обычное дело.
    • Конкурентоспособные секторы новой российской экономики, как правило, ориентированы на производство товаров, которые являются энергоемкими, ресурсоемкими и, следовательно, загрязняющими.В 1990-е годы на нефть, газ, лес и металлы приходилось около 70 процентов заявленных экспортных поступлений России, и они по-прежнему будут составлять основную часть российского экспорта.
    • Россия также должна столкнуться со многими экологическими проблемами, связанными с консьюмеризмом и неконтролируемым развитием, связанными с системами свободного рынка, такими как растущие потоки твердых отходов из упакованных товаров, заторы на дорогах, разрастание городов и стремление частных фирм использовать природные ресурсы. .

    Вода
    Основной экологической проблемой России является загрязнение воды. Муниципалитеты являются основным источником загрязнения, за ними следуют промышленность и сельское хозяйство. По оценкам российских и зарубежных экспертов, менее половины населения России имеет доступ к безопасной питьевой воде. Шестьдесят девять процентов национальных систем очистки сточных вод не имеют достаточной мощности. Только 13 процентов зарегистрированных сточных вод были очищены для обеспечения соответствия российским стандартам относительно высокого качества воды в 1996 году, последнем периоде, за который мы имеем отчетность.По данным правительства России, «практически все» водотоки в водоразделе Волги - области, которая покрывает две трети европейской территории России - не соответствуют российским стандартам.

    Три российских военных предприятия по производству плутония - Челябинск-65 (часто называемый Маяк) на Южном Урале, Томск-7 и Красноярск-26 на юго-западе Сибири - вызвали обширное загрязнение российских водных путей:

    • Высокорадиоактивные отходы из Челябинска были сброшены в близлежащую речную систему с 1948 по 1951 год и мигрировали на расстояние более 1500 километров в Северный Ледовитый океан.Остальные отходы хранятся в открытых прудах в Челябинске и просачиваются в близлежащую реку.
    • В Томске и Красноярске жидкие радиоактивные отходы, закачанные в песчаные слои под площадками, медленно мигрируют. Если Россия не будет поддерживать свою долгосрочную программу мониторинга, отходы могут просочиться в местные и региональные системы водоснабжения без достаточного времени для защиты от воздействия на здоровье человека и предотвращения деградации окружающей среды.

    Загрязнение воды из муниципальных источников, вероятно, увеличится в течение следующего десятилетия, поскольку независимые домохозяйства и сектор услуг ложатся дополнительным бременем на муниципальные канализационные системы. Когда промышленное производство восстановится, сброс сточных вод также изменит свою тенденцию к снижению. Между тем, нехватка финансирования будет ограничивать операции, техническое обслуживание и новые инвестиции в системы питьевой воды, канализации и очистки сточных вод. Они также ограничат любые усилия по борьбе с ядерным загрязнением водных путей и источников питьевой воды.

    Воздух
    Плохое качество воздуха - почти такая же серьезная проблема, как и загрязнение воды. Согласно отчету правительства России, в 1996 году более 200 городов в России часто превышали уровни, предписанные российскими стандартами здравоохранения для годовых концентраций хотя бы одного загрязнителя. В восьми городах были превышены санитарные нормы по трем или более загрязняющим веществам, и они сделали это как минимум в 10 раз.Для сравнения, по данным Агентства по охране окружающей среды США, уровни загрязнения воздуха в районе Лос-Анджелеса, который имеет наихудшее общее качество воздуха в Соединенных Штатах, редко превышают стандарты США - которые аналогичны российским - более чем в разы. чем 1.5.

    Рисунок 2
    Источники загрязнения воды в России по объему сточных вод

    Хотя промышленность по-прежнему загрязняет воздух, выбросы легковых и грузовых автомобилей - свинец, оксид углерода и оксиды азота - вызывают большую часть загрязнения воздуха.В Москве, например, 87 процентов загрязнения воздуха связано с выбросами транспортных средств.

    Качество воздуха, вероятно, ухудшится по мере увеличения количества транспортных средств, многие из которых стареют и не имеют надлежащего контроля за загрязнением. С 1991 по 1997 год количество регистраций автомобилей по стране увеличилось на 176 процентов. Количество автомобилей в Москве за тот же период подскочило на 250 процентов до 2 миллионов. Качество топлива усугубит проблему - только половина бензина, производимого в России, неэтилированный, а в сильно перегруженных районах концентрация свинца часто превышает по крайней мере в четыре раза стандарты качества воздуха в США.

    Рисунок 3
    Сообщаемые объемы промышленного производства в России и выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

    Земля
    Твердые и опасные отходы представляют серьезную угрозу для земли и, вероятно, будут продолжать это делать:

    • Городские и новые пригородные поселки России не имеют опыта управления или мощности для захоронения твердых отходов, а популярность потребительских товаров и упаковки в западном стиле усугубила проблемы с удалением отходов.
    • Россияне незаконно сбрасывают около 200 метрических тонн наиболее токсичных и опасных отходов каждый год в местах, где отсутствует какая-либо защита здоровья или контроль, по данным российского агентства по охране окружающей среды. Проблемы с удалением опасных отходов могут усугубиться в связи с продолжающимся незаконным сбросом отходов отечественного и иностранного происхождения.
    • Военные объекты России остаются значительным источником опасных отходов.Продукты на нефтяной основе загрязнили землю на многих военных базах, особенно вокруг участков, используемых для хранения топлива и обслуживания транспортных средств. Радиоактивные материалы от российских ядерных оружейных комплексов в Челябинске, Томске и Красноярске-26 загрязняли близлежащий регион на протяжении десятилетий. Другими объектами, вызывающими озабоченность, являются порты базирования Северного и Тихоокеанского флотов, где накопились тысячи тонн отработавших ядерных тепловыделяющих сборок, твердых и жидких радиоактивных отходов и реакторных отсеков, как в результате регулярных операций военно-морского флота, так и программ по демонтажу. и утилизировать подводные лодки.
    • Хотя русские создали военно-экологическую службу в 1997 году для мониторинга и очистки загрязнения, вызванного военными действиями, нехватка финансирования, вероятно, ограничит усилия правительства в основном по документированию запасов и потоков, размещению предупреждений и ограждению опасных зон.
    • Потери лесов в России в 1990-е годы вдвое превысили показатели 1980-х годов из-за ограниченных усилий по предотвращению пожаров, нашествий вредителей и болезней.Истощение лесов, вероятно, усилится, если будет реализован амбициозный план правительства по увеличению объемов лесозаготовок за счет субсидирования производства и привлечения иностранных инвестиций.
    • Советский режим на протяжении многих лет вытеснял сельское хозяйство на хрупкие и засушливые пастбища, а также снабжал фермеров агрохимикатами практически бесплатно, что приводило к чрезмерному содержанию нитратов в 10 процентах образцов пищевых продуктов в России. Хотя субсидии на такие агрохимикаты сокращаются, исправить широко распространенную деградацию почвы и загрязнение грунтовых вод будет сложно и дорого.

    Рисунок 4
    Уровень загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в России



    Плохие экологические условия на территории бывшего Советского Союза

    Согласно исследованию, спонсируемому Экологическим центром DCI: , экологические условия на территории бывшего Советского Союза (БСС) в целом плохие, и всем штатам не хватает приверженности, институционального потенциала и средств для их решения.

    • Загрязнение воды, особенно рек и прибрежных зон, является наиболее распространенной экологической проблемой.Все 13 морей в различных штатах или рядом с ними серьезно загрязнены, а объем воды в некоторых морях, не имеющих выхода к морю, сокращается. Условия в Аральском море, безусловно, наихудшие, но ситуация также ухудшается в Каспийском, Черном и Азовском регионах.
    • Сильное загрязнение воздуха преобладает в большинстве городов бывшего Советского Союза и особенно серьезно в тех, где высокая промышленная деятельность сочетается с движением автотранспорта. Одно из самых сильных загрязнений воздуха за пределами России - в Украине, особенно в Днепропетровско-Донецкой области.
    • Деградация почвы является широко распространенным явлением, учитывая общепринятые методы ведения сельского хозяйства, в которых особое внимание уделяется высокому использованию удобрений и инсектицидов. Присутствие военных баз и крупных военно-промышленных комплексов на периферии бывшего Советского Союза, например, в странах Балтии, также вызвало значительную деградацию окружающей среды близлежащих систем суши и водных путей.
    • 47 промышленных реакторов в эксплуатации, почти все из которых расположены в европейской части бывшего Советского Союза, представляют собой старые реакторы с водяным давлением или с графитовым замедлителем, которые наиболее подвержены авариям, которые могут стать катастрофическими.

    Недостатки, характерные для всего бывшего Советского Союза, затрудняют усилия по решению экологических проблем. К этим недостаткам можно отнести:

    • Традиция сохранения государственной тайны в случае негативных событий.
    • Население, озабоченное экономическим выживанием за счет улучшения состояния окружающей среды.
    • Существенное экологическое законодательство зарегистрировано, но неадекватное соблюдение и обеспечение соблюдения.
    • Нехватка доходов для финансирования высоких затрат на очистку окружающей среды.


    Рисунок 5
    Источники загрязнения воды в России, 1995

    Рисунок 6
    Источники загрязнения воздуха в России, 1995 г.

    Издержки ухудшения состояния окружающей среды

    Повсеместное загрязнение воды, воздуха и земли в России наносит вред как здоровью граждан России, так и экономике.Хотя общие затраты трудно подсчитать из-за неадекватных экономических данных, способствующих влиянию факторов образа жизни, таких как плохое питание и курение, а также плохие системы здравоохранения, различные официальные и частные исследования показывают, что ухудшение состояния окружающей среды наносит тяжелый урон.

    Рисунок 7
    Никельский район, Кольский полуостров, Россия Снимки Landsat, июль 1993 г.

    Рисунок 8
    Распространение российского радиоактивного загрязнения окружающей среды

    Рисунок 9
    Сравнение ядерного загрязнения окружающей среды в США и России a

    Влияние на здоровье
    Проблемы со здоровьем, связанные с окружающей средой, в России обширны и растут, что приводит к значительному росту показателей взрослой и младенческой смертности за последнее десятилетие:

    • Связь между ухудшением состояния окружающей среды и плохим здоровьем подробно отражена в отчете Всемирного банка за 1994 год, в котором отмечены задокументированные случаи в нескольких российских городах проблем развития среди детей, употребляющих свинец, загрязнения воздуха, вызывающего острые и хронические респираторные проблемы, такие как бронхит и астма. и нитратов в питьевой воде, вызывающих у новорожденных метгемоглобинемию, которая не позволяет клеткам крови поглощать кислород и приводит к медленному удушью.
    • Совместное исследование 1996 года, проведенное Министерством здравоохранения России и Центрами по контролю и профилактике заболеваний США, показало, что у четверти воспитанников детских садов Саратова концентрация свинца превышает пороговое значение, при котором снижается интеллект. Российское исследование детей в Санкт-Петербурге показало, что уровень ртути в них в 1,5–2 раза выше, чем у детей из Лондона и Нью-Йорка, в то время как другое исследование детей в Клину, процитированное Лори Гарретт в статье 1997 года для Newsday , обнаружили высокий уровень астмы, хронических заболеваний пищеварительной системы и эндокринной системы.
    • Хотя нам неизвестна применяемая методология, по оценкам Минздрава России, дети, подверженные более высоким уровням загрязнения воздуха, обычно болеют на 70 процентов больше, чем те, кто живет в незагрязненных районах, и Российский государственный доклад об окружающей среде за 1994 год считает, что загрязнение воздуха является одним из факторов, вызывающих 17 процентов детских и 10 процентов взрослых болезней.

    Растут и проблемы со здоровьем, связанные с окружающей средой.Центр медицинской разведки Вооруженных сил (AFMIC) Управления военной разведки сообщает, что за последнее десятилетие значительно увеличилось количество случаев заболеваний, передаваемых через воду, таких как дизентерия, брюшной тиф, холера и вирусные гепатиты A и E. Ежегодная заболеваемость некоторыми из них, например дизентерией, за несколько лет увеличилась на 25 процентов, а в последние годы в таких городах, как Санкт-Петербург, произошла серия эпидемий дизентерии и холеры. AFMIC также цитирует отчет российских ученых о том, что количество случаев врожденных дефектов, связанных с окружающей средой, также растет.

    Российская общественность обратила внимание на негативное влияние деградации окружающей среды на ее здоровье. В одном опросе общественного мнения, цитируемом в исследовании Б. И. Кочурова, проведенном в 1994 г. при поддержке Национального совета советских и восточноевропейских исследований, 80 процентов респондентов связывали ухудшение своего здоровья с загрязнением, а 68 процентов считали, что загрязнение влияет на здоровье их детей.

    Рисунок 10
    Рубки леса на Дальнем Востоке

    Экономическое влияние
    Загрязнение окружающей среды оказало существенное негативное влияние на экономику России.Это усугубляет бюджетную напряженность, связанную со здоровьем, снижает производительность труда, ограничивает туризм и инвестиции, а также снижает урожайность природных ресурсов. Заболевания, связанные с окружающей средой, также ограничивают кадровый резерв военнослужащих:

    • Согласно отчету Совета безопасности России, преждевременная смертность, напрямую связанная с факторами окружающей среды, привела к потере трудового потенциала в размере около 82 000 человеко-лет в 1991 году. Потеря трудового потенциала из-за болезней, связанных с окружающей средой, намного выше.В октябре 1997 года российская газета сообщила, что каждый третий призывник получает отказ по состоянию здоровья - по сравнению с одним из 20 в 1985 году и, в некоторых случаях, вероятно, по экологическим причинам.
    • Загрязнение Черного моря сократило улов рыбы с 1,5 миллиона тонн в 1985 году до 100 000 тонн в 1994 году, согласно отчету Мюррея Фешбаха за 1995 год, и также нанесло ущерб туризму.
    • Некоторые иностранные фирмы ограничивают или избегают инвестирования в бывшие коммунистические государства, такие как Россия, отчасти потому, что они обеспокоены тем, что будут нести ответственность за ликвидацию прошлых загрязнений, а также из-за неясностей в отношении экологических стандартов, правил ответственности и уровней правоприменения.

    Хотя у нас недостаточно информации, чтобы с уверенностью определить экономические последствия экологических проблем, группа старших российских экономистов-экологов и географов оценила общие потери от ухудшения состояния окружающей среды в размере от 10 до 12 процентов ВВП. Это похоже на предполагаемые потери в странах Восточной Европы, но значительно больше, чем 1-2 процента ВВП, потерянные из-за ухудшения состояния окружающей среды в развитых странах.

    Региональное и глобальное влияние
    Экологические проблемы России будут по-прежнему представлять серьезную угрозу для соседних регионов и мира в течение следующего десятилетия:

    • Россия является крупным загрязнителем Черного и Каспийского морей и других водных путей в регионе.Города Санкт-Петербург и Калининград вносят существенный вклад в проблемы загрязнения Балтийского моря и не спешат участвовать в региональных программах сотрудничества по сокращению загрязнения воды.
    • Хранение и захоронение ядерных отходов по-прежнему будет сложной задачей. До середины 1990-х годов ВМФ России сбрасывал жидкие и твердые радиоактивные отходы в Северный Ледовитый океан, Японское море и северную часть Тихого океана, вызывая серьезную озабоченность многих стран.Хотя широкомасштабного радиоактивного загрязнения морской среды Арктики не произошло, стоки с береговых морских объектов загрязнили отложения вдоль береговой линии.
    • Россия сбросила химические боеприпасы в Балтийском, Белом, Баренцевом и Карском морях. Однако, согласно исследованию группы MEDEA, загрязнение от любых протекающих боеприпасов, вероятно, будет ограничено районом свалки и высотой в несколько метров над морским дном с небольшой вероятностью переноса токсичных концентраций на близлежащие берега.Тем не менее, прямой контакт с протекающими боеприпасами, особенно в Балтийском море, причинил вред и даже убил некоторых коммерческих рыбаков.
    • Россия продолжает производить около половины мировых хлорфторуглеродов (ХФУ), связанных с истощением озонового слоя, и занимает третье место после США и Китая по выбросам углекислого газа. Россия, вероятно, останется крупным производителем - и экспортером - запрещенных озоноразрушающих веществ, по крайней мере, в течение следующих нескольких лет, несмотря на предпринимаемые международные усилия по переводу российских производственных мощностей по производству ХФУ на экологически безопасные продукты.Большинство незаконных ХФУ, изъятых таможней США в последние годы, было произведено в России. Даже если конверсия произойдет, незаконное производство, использование и экспорт ХФУ и других озоноразрушающих веществ, вероятно, продолжатся, учитывая процветающий черный рынок России и слабость правоохранительных органов.
    • Потенциально серьезной опасностью, исходящей из России, будут радиоактивные осадки в результате аварии на одной из 29 плохо построенных, стареющих и часто плохо обслуживаемых российских атомных электростанций, особенно расположенных вблизи международных границ, таких как станции в Санкт-Петербурге.-Петербург и на Кольском полуострове. По словам одного бывшего высокопоставленного члена Государственного комитета по атомному и радиоактивному надзору России, нормы безопасности для российских ядерных реакторов сильно устарели.


    Киотский протокол и бореальные леса России

    В соответствии с Киотским протоколом 1997 года к Рамочной программе ООН по изменению климата 1992 года Россия обязалась, что в целевой период с 2008 по 2012 год ее выбросы шести парниковых газов не будут превышать уровней 1990 года.Из-за экономического спада в России выбросы углерода сегодня на 25–30 процентов ниже этого целевого показателя и, вероятно, останутся ниже целевого показателя до 2012 года. Таким образом, Россия не будет подвергаться потенциальным обязательным мерам по смягчению воздействия. Более того, российские и большинство иностранных должностных лиц и экспертов считают, что Россия будет прямым бенефициаром предлагаемой в Протоколе схемы торговли квотами на выбросы углерода, в соответствии с которой развитые страны, превысившие свои целевые сокращения, могут продавать кредиты на сокращение выбросов тем, кто испытывает трудности с достижением своих целей. .Минэкономики России утверждает, что к 2005 году Москва может заработать до 18 миллиардов долларов, если в ближайшее время будет создана торговая схема.

    Даже если устойчивое восстановление экономики материализуется и существенно увеличит выбросы в России, российские официальные лица убеждены, что обширный бореальный лесной покров России будет действовать как основной поглотитель углерода, который при эффективном управлении принесет им значительные доходы намного дольше периода 2008–2012 годов.Однако, согласно исследованию MEDEA, спонсируемому Национальным разведывательным советом, текущие модели потоков углерода содержат значительные неопределенности, и неясно, является ли бореальный лесной покров России чистым поглотителем или источником атмосферного углерода (см. Приложение).



    Ограниченное влияние российских усилий по исправлению положения

    Российское правительство и руководители бизнеса не смогут добиться большего, чем ограниченный экологический прогресс в течение следующего десятилетия, и устойчивое улучшение, вероятно, произойдет через десятилетия, особенно если неокоммунисты или националисты придут к власти и ограничат иностранные инвестиции и реформы свободного рынка.Затяжные экономические проблемы ограничат доступность финансирования охраны окружающей среды как со стороны государственного, так и частного секторов. Продолжающаяся зависимость от добывающих отраслей, интенсивно загрязняющих окружающую среду, а также нерегулируемой деятельности черного рынка и организованной преступности также будет препятствовать усилиям правительства и частного сектора по очистке окружающей среды. Российская общественность продолжит уделять приоритетное внимание неотложным социально-экономическим потребностям, а не улучшению состояния окружающей среды.

    / 80
    Таблица 1
    Парниковый газ в России
    Прогнозы выбросов

    Меньшее число соответствует вероятному сценарию
    , большее число соответствует сценарию быстрого роста
    .

    Индекс: 1990 = 100 a

    2000 2010
    Углекислый газ 75/78 811474 63/69
    Источник: Российская гидрометеорология и
    Служба мониторинга окружающей среды.

    a Выбросы в 2000 году значительно ниже
    , чем в 1990 году, из-за спада промышленной активности
    после распада Советского Союза.

    Правительство делает упор на экономику
    Российским политическим лидерам и бюрократам не хватает приверженности, ресурсов и организационных возможностей для эффективного решения экологических проблем, согласно исследованию Демосфена Джеймса Петерсона 1997 года, написанному под эгидой Национального совета евразийских и восточноевропейских исследований.Некоторые особенности последнего экономического плана правительства, такие как его поддержка больным и сильно загрязняющим государственным предприятиям, еще больше усложнят очистку окружающей среды, если они будут реализованы:

    • Министерство природных ресурсов и Государственный комитет по охране окружающей среды, отвечающие за управление природными ресурсами и охрану окружающей среды, соответственно, не имеют стимулов и возможностей для разработки и обеспечения соблюдения природоохранного законодательства.Предприятия или частные лица, нарушающие экологические кодексы, обычно избегают или минимизируют штрафы, часто за счет взяток.
    • Министерства экономики и финансов - два учреждения, которые де-факто имеют наибольшее влияние на состояние окружающей среды в России - сосредоточены на прекращении экономического спада в России и стабилизации финансовых рынков страны, а не на воздействии своих действий на окружающую среду.
    • Государственные расходы на окружающую среду чрезвычайно низки - даже по сравнению с ограниченными расходами советского режима в конце 1980-х годов - и, вероятно, так и останутся.В 1997 году было выделено менее 0,5 процента общих расходов федерального бюджета, или около 480 миллионов долларов. Расходы на качество воды упали на 90 процентов по сравнению с уровнем 1980-х годов. Более того, фактическая сумма, выплаченная Министерством финансов, была примерно на треть меньше из-за корректировок государственного бюджета, направленных на ограничение федерального дефицита.
    • Парламент России принял ряд природоохранных законов с 1991 года, но их положения плохо составлены и нереалистичны с учетом ограниченных финансовых ресурсов, институционального потенциала и технологий.
    • Российские экологические оценки часто носят произвольный характер и становятся предметом политических манипуляций. Кроме того, они слишком неточны, чтобы давать надежные рекомендации по защите природных ресурсов.


    Государственные учреждения, отвечающие за охрану окружающей среды

    Россия имеет обширную бюрократию, занимающуюся охраной окружающей среды и рациональным использованием природных ресурсов:

    • Министерство природных ресурсов (Минресурсов) является ключевым подразделением правительства, ответственным за управление природными ресурсами.Администрация Ельцина сформировала Минресурсов в 1997 году для надзора за федеральными водными ресурсами, геологией, лесным хозяйством, дикой природой и рыболовством. У министерства, однако, мало стимулов для продвижения защиты окружающей среды, потому что его должностные лица связаны с отраслями, которые им поручено регулировать, и потому, что министерство получает материальную выгоду, продвигая разработку ресурсов за счет получения различных сборов и от продаж. Например, Служба лесного хозяйства получает половину своего годового бюджета в 500 миллионов долларов от продажи пиломатериалов.
    • Государственный комитет по охране окружающей среды (Госкомприрода) контролирует загрязнение воздуха и воды и сохранение биоразнообразия. Агентство, ранее являвшееся министерством с более широкими полномочиями, теперь принадлежащее Минресурсову, сосредоточилось на разработке системы внебюджетных экологических фондов "платит загрязнитель". Достижения Госкомприроды были скромными из-за нехватки кадров и финансирования, конфликтов с федеральными агентствами природных ресурсов и нескольких реорганизаций.Его попытки «загрязнитель платит» малоэффективны, потому что многие фирмы либо неплатежеспособны, либо уклоняются от усилий по взысканию долгов.
    • Комиссия по экологической безопасности, , которую президент Ельцин сформировал в 1994 году, является одним из 10 отделений Совета национальной безопасности. Комиссию по экологии до прошлого года возглавлял профессор Алексей Яблоков, уважаемый биолог, экологический активист, в свое время личный советник президента.Яблоков использовал свое положение в Совете Безопасности, чтобы выявить многие деликатные вопросы, включая незаконную китобойную деятельность советского правительства, незаконный сброс ядерных отходов в океаны и экологические проблемы, связанные с неэффективным использованием химического оружия. В ответ Яблоков был освобожден от своих государственных должностей в 1997 году, и маловероятно, что экологические вопросы скоро вернут себе видный статус в Совете национальной безопасности.

    Две организации несут основную ответственность за ядерный надзор.Министерство по атомной энергии (Минатом) отвечает за ядерные отходы, образующиеся на гражданских атомных электростанциях и на объектах ядерного оружия. Государственная служба по атомной и радиационной безопасности (Госатомнадзор) устанавливает все требования по обращению с радиоактивными материалами и их захоронению. Оба недостаточно финансируются для обеспечения соблюдения своих правил.





    Множество федеральных законов об охране окружающей среды 1991-98 гг.

    1991

    Земельный кодекс
    Закон об общественном здравоохранении
    Закон о плате за землепользование
    Закон об охране окружающей среды

    1994

    Рамочная конвенция об изменении климата

    1995

    Закон об оценке воздействия на окружающую среду
    Закон о континентальном шельфе Российской Федерации
    Лесной кодекс
    Водный код
    Закон об использовании атомной энергии
    Закон о заповедниках
    Закон об охране и использовании животного мира
    Закон о недрах
    Ратификация Конвенции о биоразнообразии
    Ратификация Базельской конвенции об опасных отходах

    1996

    Закон о радиационной безопасности населения
    Закон о мелиорации

    1998

    Закон о твердых и промышленных отходах

    Частный сектор, ориентированный на выживание и прибыль
    Давление, связанное с экономическим переходом, включая сокращение государственных субсидий, высокие процентные ставки, слабое государственное регулирование и давление с целью стать прибыльные - заставляют большинство частных фирм сокращать свои экологические программы.Такое давление также подпитывает полностью нерегулируемый черный рынок экономики. действия, наносящие вред окружающей среде:

    • Многие фирмы закрыли корпоративные отделы по охране окружающей среды и остановил или сократил установку оборудования для борьбы с загрязнением. В некоторых случаях фирмы отключили средства контроля за загрязнением. В то же время, менеджеры стали неохотно сообщать данные о выбросах и предоставлять инспекторам доступ к объектам, утверждая, что они должны защищать «коммерческую тайну»."
    • Фирмы также спешат разрабатывать природные ресурсы, такие как нефть, газ, леса и рыболовство - исходя из их текущей денежной стоимости, а не поощрения инвестирование в такие ресурсы ради их будущей стоимости.
    • Экономическая деятельность на черном рынке, которая, по разным оценкам, несут от 60 до 90 процентов официального ВВП, эксплуатируют природные ресурсы например, древесина, металлы и рыба, регулирование практически отсутствует.Например, По оценкам экономистов Российского института экономических исследований, 20 процентов всей торговли лесом не регулируется, а газета Известия сообщает, что более половины годового улова рыбы в 4 миллиона тонн в водах Тихого океана доставляется напрямую в Японию без прохождения российской таможни.
    Таблица 2
    Огромная капля в новом контроле загрязнения
    Установленное оборудование



    Индекс: 1976-80 = 100
    1976-80 1981-85 1986-90 1991-95
    Очистка сточных вод 100 63 53 21
    Циркуляция промышленной воды 100 144 139 36
    Скрубберы дымовых труб 100 98 110 31
    Источник: Российский комитет по
    Защита окружающей среды

    Экологическая активность ослабевает
    Хотя несколько крупнейших российских неправительственных организаций (НПО) - Социально-экологический союз, Экопресс, Партия зеленых России, например - продолжение чтобы иметь официальную консультативную роль в правительственных советах, эффективность Число экологических НПО в России сократилось с начала 1990-х годов:

    • В поздний советский период заботы об окружающей среде стали в центре внимания. точка для более широкого политического недовольства.
    • Внимание общественности сместилось с экологических проблем на экономические. проблемы, политическая либерализация, преступность и этнические конфликты. Только 20 процентов респондентов в одном опросе, например, назвали загрязнение одним из худшие проблемы, в то время как российские респонденты в опросе 24 стран, проведенном канадской Фирма Environomics в 1997 г. поставила ее ближе к концу, когда ее спросили, будут ли они отдавать приоритет защите окружающей среды перед экономическим развитием или давать часть своего дохода, чтобы предотвратить загрязнение.Кроме того, мало кто из россиян мотивированы стать активистами.
    • Спад, неблагоприятный налоговый кодекс, незнание процесса сбора средств, и отсутствие традиции общественной благотворительности затруднили Способность НПО собирать деньги. В то же время экономические реформы привели к резкому удорожанию офисных помещений, телекоммуникаций, издательского дела, и путешествия.
    • Государственные чиновники и интересы бизнеса усилили давление на активистов-экологов за счет расширения законов о секретности, ограничений об их деятельности и, как утверждают некоторые НПО, прослушивании их сообщений.


    Новые меры защиты окружающей среды

    Администрация Ельцина в октябре 1997 г. и январе 1998 г. расширила новые категории экологической информации, подлежащей секретной классификации. К ним относятся связанные с обороной метеорологические, геологические и картографические Работа; разведка и добыча драгоценных минералов; и использование земли и вода - службами безопасности.Администрация Ельцина также учредила политики, требующие, чтобы вся информация, относящаяся к военным ядерным объектам быть засекреченными государственными секретами в ответ на разоблачительные разоблачения экологических проблемы бывших военнослужащих.

    • В 1996 году Федеральная служба безопасности (ФСБ) арестовала Александра Никитина, бывшего офицера ВМФ, и предъявили ему обвинение в государственной измене. Он провел 10 месяцев в тюрьме за якобы разглашение секретной информации об окружающей среде. проблемы Северного флота России - информация, по утверждению Никитина, была в общественное достояние.На суде по делу Никитина в октябре 1998 г. судья направил дело. возвращение прокурору на дополнительное расследование - победа Никитина. Однако он по-прежнему находится под городским арестом в Санкт-Петербурге.
    • Журналист, бывший офицер ВМФ Григорий Пасько остается в тюрьме с момента ареста ФСБ в 1997 году за государственную измену за публикацию ядерных отходов. проблемы Тихоокеанского флота.


    Международная помощь и инвестиционное предложение Some Hope

    Учитывая возобновление экономических потрясений в России, даже незначительные улучшения окружающей среды в течение следующих нескольких лет потребуется международное давление, помощь, управление экспертиза и иностранные инвестиции.Это в некоторой степени компенсирует Отсутствие у России капитала, институционального потенциала и политической воли для разработать и реализовать эффективную программу действий по охране окружающей среды, но любое правительство переход к более активному участию государства в экономике, чтобы справиться с текущими экономический кризис поставит под угрозу по крайней мере некоторую перспективную иностранную помощь и инвестиции.

    Положительное влияние иностранной помощи
    Хотя Россия не является кандидатом в члены Европейского Союза (ЕС), как многие восточноевропейские страны, и поэтому не будут подвергаться такой же интенсивной давление с целью улучшения экологических показателей в рамках подготовки к членству в ЕС, он получает значительную международную консультацию и помощь по вопросам окружающей среды. усилия.Всемирный банк, Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР), ЕС и экологические НПО оказали России существенную помощь, техническое обучение и помощь по политическим приоритетам, реформам, институциональному строительству, и экологическое законодательство:

    • Всемирный банк разработал и реализовал региональные программы для Балтийское и Черное моря и предоставил России кредиты на природоохранные проекты. на сумму несколько сотен миллионов долларов на ликвидацию крупных разливов нефти и другие проекты по восстановлению и улучшению окружающей среды.
    • ЕБРР предоставил России финансирование для нескольких крупных экологических проекты, в том числе направленный на реконструкцию ветхого Петербурга. сеть водоснабжения и канализации. Эти и другие проекты, поддерживаемые ЕБРР, должны соответствуют строгим критериям воздействия на окружающую среду.
    • ЕС предоставляет помощь, техническую помощь и обучение для экологических оценка воздействия, управление прибрежной зоной в связи с Черным Морская региональная экологическая программа и осведомленность общественности об окружающей среде. вопросы.ЕС также проводит обучение государственных служащих по использованию и адаптация экологического законодательства ЕС.

    Рабочая группа по окружающей среде Совместной американо-российской комиссии по экономическим вопросам. и техническое сотрудничество является основным двусторонним каналом, через который Соединенные Штаты Государства привлекают Россию к решению экологических проблем (см. Диаграмму 11).

    Эффект «озеленения» иностранных инвестиций
    Хотя большая часть из 10 миллиардов долларов, вложенных в Россию с 1989 по 1997 год, была сосредоточены на секторах, интенсивно загрязняющих окружающую среду, таких как нефть, лесозаготовки и потребительские товары. товаров, большинство транснациональных корпораций используют более эффективное оборудование и технологии и, как правило, используют более «экологически чистые» методы, чем Российские фирмы, согласно другому исследованию Peterson 1997 г., проведенному в рамках под эгидой Национального совета евразийских и восточноевропейских исследований:

    • Международный консорциум, разрабатывающий нефть и газ у о. Сахалин. использует новейшее оборудование и методы.В другом месте полярное сияние совместное предприятие CONOCO и его российских партнеров получило экологическую награда за достижение.
    • Многочисленные проекты по разработке месторождений нефти западными компаниями в настоящее время пути в регионе Каспийского моря представляют меньше экологических угроз, чем сопоставимые Российские и советские проекты, реализованные за последние 40 лет.
    • Российский промышленный консорциум по охране окружающей среды, группа международных упаковщиков пытается улучшить управление отходами и схемы рециклинга для уменьшения воздействия одноразовой упаковки в Москве и св.Петербург.

    Кроме того, транснациональные корпорации, соблюдающие экологические стандарты могут оказать давление на российское правительство, чтобы оно потребовало соблюдения экологических норм. чтобы не дать российским компаниям-конкурентам получить преимущества в цене.



    Сколько будет стоить очистка?

    Затраты на существенное снижение загрязнения окружающей среды в России будут быть запредельно высоким, учитывая хронические финансовые проблемы Москвы.Например:

    • Стоимость очистки побережья морской территории России в Российской По мнению группы, Дальний Восток обойдется примерно в 5 миллиардов долларов и займет 20 лет. российских, американских и норвежских экспертов.
    • Доведение качества питьевого водоснабжения всей России до официального. стандарты потребуют затрат около 200 миллиардов долларов, согласно заявление, приписываемое Виктору Данилову-Даниляну, председателю правления Российской Федерации. Государственный комитет по охране окружающей среды, Мюррей Фешбах в 1998 г. исследование проблем окружающей среды и здоровья в бывшем Советском Союзе.

    Стоимость повышения уровня ядерной безопасности до официальных стандартов для весь бывший Советский Союз, большую часть которого должна будет нести Россия, по российским оценкам, составит около 26 миллиардов долларов.



    Но российские реформы и общественная поддержка необходимы

    Перспективы значительного экологического прогресса в долгосрочной перспективе будут меньше зависеть от иностранной помощи и больше от того, будут ли российские лидеры - независимо от того, политической ориентации - набраться смелости и умения проводить реформы которые повышают доверие инвесторов и способствуют экономическому росту, необходимому для финансирования создание и улучшение экологических институтов.Это также будет зависеть от рост институционального потенциала и подотчетности правительства и преодолеет ли российская общественность свою политическую апатию и станет ли она более сосредоточены на вопросах экологии. В лучшем случае такие тенденции могут начать проявляться. ближе к концу нашего 10-летнего периода, самое раннее, но значительный прогресс вероятно, через несколько десятилетий, особенно если неокоммунистические или националистические силы прийти к власти и проводить решительную ксенофобскую и антиреформистскую политику, сократить иностранную помощь и инвестиции и ограничить восстановление экономики.

    Сохраняя поддержку международного финансового сообщества, а также увеличение прямых инвестиций и инвестиций в акционерный капитал, потребует снижения неопределенностей связанные с налоговой и налоговой политикой, владением недвижимостью и корпоративным управлением:

    • Упрощение налогового и нормативного регулирования и более точное определение собственности и права акционеров будут стимулировать владельцев собственности и лиц, принимающих корпоративные решения планировать с более долгосрочной перспективой.Привлечение значительной доли российского открытая теневая экономика будет способствовать сбору налогов и охране окружающей среды. мониторинг усилий.

    Налоговые и другие льготы будут стимулировать покупку новых машин и оборудования, что снизит потребление энергии промышленностью и сократит загрязнение окружающей среды:

    • По данным Министерства топлива и энергетики, модернизация оборудования в топливно-энергетический сектор может сократить выбросы углерода на 25 процентов.России По оценкам Института энергетических исследований, лучшее соответствие региональной генерации мощность с учетом спроса на электроэнергию может сэкономить до 1 миллиарда долларов США в год.

    Дальнейшее сокращение государством субсидий на промышленное производство, удобрения, а пестициды побудили бы тяжелую промышленность и горнодобывающие компании все чаще использовать более эффективные технологии и внедрять более экологически чистые практики:

    • Уралмаш, крупнейший в России приватизированный завод тяжелого машиностроения, уже имеет принял меры по сбережению, в результате чего счет за электроэнергию составил 22 процента от общих затрат по сравнению с 41%, если бы компания ничего не сделала.
    • Санкт-Петербургская энергокомпания «Ленэнерго» заменила традиционный котел. с газовой турбиной местного производства совместным предприятием с европейским фирмы, которая, вероятно, сократит выбросы оксида азота на 50 процентов и экономия до 20 000 тонн топлива.

    Рисунок 11
    Рабочая группа США и России по охране окружающей среды

    Рисунок 12
    Ценность современных технологий: сокращение прогнозируемых выбросов в России за счет Новое оборудование, соответствующее стандартам ЕС

    Стимулы для бизнеса также могут помочь России отказаться от использования с высоким уровнем выбросов углерода. топливо - наверное, с небольшим дислокацией.Россия имеет около трети мировых запасов природного газа, и по оценкам большинства отраслевых экспертов, цены на газ останется низким в течение следующего десятилетия:

    • Основным источником природного газа в районе Ямала в Западной Сибири является например, в ближайшие 10 лет, а РАО ЕЭС национальная энергетическая компания планирует увеличить долю природного газа в тепловых выработка электроэнергии с половины до двух третей за тот же период.

    Если в России будет продолжительное экономическое восстановление, удовлетворяющее основным потребности, такие как работа и жилье, россияне будут склонны уделять больше, чем в прошлом по вопросам качества жизни, таким как окружающая среда, особенно его влияние на здоровье населения. Ни общественность, ни экологические НПО не станут могут преодолеть свою нынешнюю апатию и активно лоббировать экологические причин, однако, если российские лидеры не станут более чутко реагировать на общественное мнение в целом и экологи приходят к выводу, что активизм может иметь влияние.

    Рисунок 13
    Российская растительность и протяженность бореальных лесов (U)

    Углеродный обмен и роль северных лесов России

    MEDEA проверила роль российского северного региона, предвидя свои взаимоотношения к вопросам углерода в контексте Рабочей группы по окружающей среде Совместная американо-российская комиссия по экономическому и техническому сотрудничеству и Киотский протокол Конвенции ООН об изменении климата.Усилия MEDEA включали обзор состояния изученности бореальных лесов России и оценка неопределенности в оценке скорости обмена углерода между наземными и атмосферные системы.

    Бореальные леса мира - это преимущественно хвойные леса, занимающие непрерывная зона вокруг мира в северных широтах к югу от Арктическая тундровая зона. В бореальном лесу преобладает надземная растительность. породами ели, пихты, сосны и лиственницы, устойчивыми к холоду и суровым условиям условия большую часть года.Большая часть лесов покрыта вечной мерзлотой. и водно-болотные угодья, называемые торфяниками.

    Примерно две трети всех бореальных лесов находятся в России. В Федеральная лесная служба России (ФЛС) управляет 1110 млн га 2 (млн га) земель, из которых 886 млн га - лесные земли, с 763 млн га фактически покрыты деревьями.

    Северный лесной регион России - один из крупнейших единых резервуаров углерода в мире, храня более одной пятой углерода, обнаруженного во всех земных биомы.Этот углеродный резервуар на 20 процентов больше, чем в умеренном климате. и тропические леса вместе взятые. Почвы и торф содержат от 80 до 90 процентов углерода. (См. Рисунок 14.)

    Российские ученые и лесоводы утверждают, что северный лес России может управлять с целью увеличения удаления углерода из атмосферы, утверждая, что текущая скорость удаления углерода намного ниже своего потенциала:

    • Исследования правительства России показывают, что бореальные леса России поглощая атмосферный углерод со скоростью 160 миллионов тонн углерода на год. 3
    • Исследования также предсказывают, что российский лес будет продолжать представлять важная раковина после 2040 года.

    Рисунок 14
    Хранение углерода в северных лесах России



    Приемник или источник?

    Мнения в научном сообществе расходятся относительно того, является ли северная широта России лес действует как чистый поглотитель (поглотитель) или источник (эмиттер) атмосферных углерод:

    • Те, кто утверждает, что бореальный лес представляет собой чистый сток, отмечают, что исторически бореальные леса накапливают углерод из-за накопления большого количества мертвое органическое вещество на торфяниках и лесах, подстилаемых вечной мерзлотой.Они также отмечают снижение вырубки в районе бореальных лесов.
    • Другие, утверждая, что северный лес является чистым источником атмосферных углерода, поддерживают это потепление в северном регионе в течение последних 30 лет. усилило таяние вечной мерзлоты, что привело к выбросу углерода в атмосфера. Более того, они отмечают, что пожары в регионе участились, вызывая выброс в атмосферу большего количества углерода, чем улавливается.


    MEDEA, однако, проанализировав российские исследования, считает, что это крайне сложно сделать вывод, что бореальный лес России функционирует либо как чистый источник или чистый поглотитель атмосферного углерода. В частности, MEDEA считает что степень нарушения бореальных лесов в результате пожаров, зараженность насекомыми и лесозаготовки существенно недооцениваются. MEDEA также скептически относится к выводам российских исследований из-за неопределенности в российских моделях, оценивающих количество углерода в почве и скорость что он движется в атмосферу.

    MEDEA считает, что в течение следующего десятилетия использование изображений с разным разрешением от систем гражданской и национальной безопасности, а полевые данные могут уменьшить научные неопределенность в отношении роли бореального региона в контроле за атмосферным углеродом. Многоступенчатый отбор проб предлагает средства для картирования и количественной оценки бореальных лесов России. изменение почвенного покрова, связанные с углеродом параметры лесов, динамика вечной мерзлоты, а также частота и значимость нарушений.


    Сноски

    (1) MEDEA - это группа из 40 американских ученые, занимающиеся экологическими и глобальными изменениями. Это продукт, спонсируемый ЦРУ. Целевая группа по окружающей среде, сформированная в 1992 году для использования секретных систем для изучения ключевые экологические вопросы.

    (2) 1 га = 10 000 м2 = 2,471 акры. (U)

    (3) Общие выбросы от ископаемого топлива из Российской Федерации в 1990 году было 654 миллиона тонн углерода.

    Банковское дело и рынки капитала: последствия COVID-19

    Узнайте, какие вопросы лидеры банковского сектора и рынков капитала должны задать себе прямо сейчас и какие действия шаги, которые им следует учитывать перед лицом COVID-19.

    Влияние COVID-19 на людей, сообщества и организации быстро меняется. В недавней статье Deloitte Insights были изложены четыре различных сценария развития мировой экономики в результате COVID-19, которые варьировались от легкого и временного удара до наихудшего сценария - глобального финансового кризиса. 1 К сожалению, COVID-19 появился, когда мировая экономика уже показывала признаки замедления. 2

    Помимо воздействия на спрос и предложение, COVID-19 уже потряс финансовые рынки. С 21 февраля 2020 года доходность облигаций, цены на нефть и акции резко упали, и триллионы долларов почти по всем классам активов были потеряны. В Соединенных Штатах доходность 10-летних облигаций упала ниже 0,5 процента 3 (диаграмма 1), а цены на акции основных фондовых индексов по всему миру упали.Похоже, что на данный момент рынки пытаются установить цену, используя наихудший сценарий, который в последнее время увеличил волатильность (рисунок 2).

    В условиях продолжающихся потрясений со стороны предложения и спроса существует потенциал для дальнейшего нарушения рынка. Учреждения и частные лица могут испытывать дефицит ликвидности, включая ограниченный доступ к кредитам. Это, в свою очередь, может увеличить вероятность дефолта, особенно при спекулятивном уровне корпоративного долга.Частный долг, включая корпоративный долг и долг населения, в последнее время достиг рекордных уровней, и примерно половина рынка инвестиционного класса в настоящее время имеет рейтинг «тройной B». 4

    Центральные банки по всему миру, тем временем, уже активно вмешались, чтобы успокоить рынки и продемонстрировать готовность использовать все возможные меры. В своем первом экстренном шаге после рецессии в 2008 году Федеральная резервная система США (ФРС) недавно снизила ставку по федеральным фондам на 50 базисных пунктов. 5 ФРС также активно вмешивалась в рынок репо для увеличения ликвидности. 6 Банк Японии (Банк Японии) тем временем выпустил экстренное заявление, сигнализирующее о том, что он будет вливать ликвидность на рынок за счет увеличения покупок активов. 7 Народный банк Китая (НБК) также закачал более 240 миллиардов долларов США ликвидности в финансовую систему в качестве меры противодействия вирусу. 8 Кроме того, Банк Англии и Европейский центральный банк (ЕЦБ) объявили о различных планах по борьбе с COVID-19 в ближайшие дни. 9

    Но по мере развития ситуации центральные банки, регулирующие органы и правительства могут потребовать дополнительных действий, что потребует быстрой координации на национальном и международном уровнях.

    Между тем, банковские компании и компании, занимающиеся рынками капитала, по всему миру мобилизуют и принимают меры для минимизации воздействия COVID-19 на повседневную деятельность. Фирмы тестируют и реализуют планы обеспечения непрерывности бизнеса / непредвиденных обстоятельств, которые включают альтернативные рабочие места, такие как разделение рабочих мест, работа из дома и чередование смен для всех типов сотрудников, даже для трейдеров. 10 Многие также ввели универсальные запреты на поездки за пределы стран, испытывающих наиболее серьезные последствия, и отменили крупные мероприятия. Учреждения также усилили меры по обеспечению безопасности и здоровья своих сотрудников с помощью различных средств. Банки также потребовали, чтобы регулирующие органы снизили требования к капиталу. 11 Некоторые регулирующие органы, такие как Комиссия по ценным бумагам и биржам США (SEC), заранее предоставили льготы по нормативной финансовой отчетности компаниям, пострадавшим от COVID-19. 12

    Многие банки также действуют как ответственные граждане, предоставляя ссуды сильно пострадавшим заемщикам, пересматривая условия кредитования и даже жертвуя маски для лица своим клиентам. 13

    Помимо уже осуществляемых операционных действий, банки и рынки капитала должны сохранять повышенную бдительность. Им также необходимо активно учитывать краткосрочные и среднесрочные финансовые, риски и последствия для соблюдения нормативных требований, которые возникают в результате продолжающейся неопределенности в отношении COVID-19.

    В этой статье исследуются эти последствия. Он также поднимает вопросы по ключевым областям, которые лидеры банковского дела и рынков капитала должны задавать себе прямо сейчас, и предлагает им необходимые меры для принятия мер.

    Конечно, любые предпринимаемые действия будут зависеть от конкретного контекста организации и ее уникальных обстоятельств, связанных с воздействием вируса. Кроме того, приоритеты организации могут резко измениться в зависимости от развития ситуации.

    Нам неизвестны долгосрочные последствия COVID-19 для финансовых рынков, банковского дела и рынков капитала.Но когда нормализация вернется, банки и фирмы рынков капитала, вероятно, извлекут несколько уроков. Они могут включать в себя, как наилучшим образом сохранить операционную устойчивость при столкновении с будущими пандемиями, и, возможно, как разработать новые операционные модели, такие как альтернативные рабочие места. COVID-19 может еще больше ускорить переход на цифровые каналы и возможности подключения.

    Особые последствия для банковского дела и компаний на рынках капитала

    Операционная устойчивость

    Тема / выпуск Текущее и потенциальное развитие Соответствующие вопросы Действия, которые следует принять во внимание банкам и фирмам на рынках капитала
    Отделение / банкомат
    • По мере развития пандемии некоторым филиалам / офисам может потребоваться временное закрытие, или сотрудники могут не захотеть выходить на работу.
    • Банкоматы
    • должны оставаться открытыми и иметь достаточно наличных денег для выдачи.
    • Как банки могут обеспечить согласованность операций с филиалами / офисами в случае временного закрытия или отсутствия сотрудников?
    • Как в филиалах можно пополнить наличные в банкоматах?
    • Рассмотрите возможность сокращения часов работы филиалов или, если возможно, использования только сквозных операций.
    • Оцените возможности предоставления услуг исключительно через цифровые каналы.
    Торговое соответствие
    • Во многих организациях уже есть трейдеры, работающие из дома и удаленных офисов, и некоторые регулирующие органы, такие как Регулирующий орган финансовой отрасли (FINRA), временно отменили правила в этом отношении.
    • Между тем Управление по финансовому регулированию и надзору Великобритании (FCA) заявило, что все фирмы должны выполнять свои нормативные обязательства в отношении операций с торговыми заказами, своевременного ввода заказов, использования регистрируемых линий и предоставления сотрудникам доступа к поддержке соблюдения нормативных требований.
    • Какую гибкость регулирующие органы могут предоставить, чтобы трейдеры могли работать из дома?
    • Какие системы / инструменты / поддержка необходимо предоставить трейдерам, которые могут быть вынуждены работать из дома?
    • Быть в тесном контакте с отраслевыми группами, такими как Ассоциация индустрии ценных бумаг и финансовых рынков (SIFMA), и регулирующими органами, такими как Комиссия по торговле товарными фьючерсами (CFTC), Национальная фьючерсная ассоциация и FCA, для получения информации и обновлений. о получении отказов.
    • Работайте с поставщиками, чтобы настроить альтернативные параметры записи.

    Источники: Рэйчел Луиза Энсин, Лиз Хоффман и Джастин Баер, «Уолл-стрит борется за усиление защиты от вирусов», Wall Street Journal, , 1 марта 2020 г .; Пит Шредер и Мишель Прайс, «Регулирующий орган Уолл-стрит открывает путь для домашней торговли по мере распространения коронавируса», Reuters, 9 марта 2020 г .; Лаура Нунан, Николас Макгоу и Примроуз Риордан, «Банки ищут рекомендации по правилам торговли по мере распространения коронавируса», Financial Times, , 6 марта 2020 года.

    Финансовые и коммерческие последствия

    Тема / выпуск Текущее и потенциальное развитие Соответствующие вопросы Действия, которые следует принять во внимание банкам и фирмам на рынках капитала
    Управление ликвидностью
    • Федеральная резервная система провела интервенцию на рынке репо для обеспечения адекватной рыночной ликвидности.
    • ЕЦБ, Банк Японии и НБК предприняли ряд мер для обеспечения ликвидности рынка.
    • Возможно, уже были задействованы планы финансирования на случай непредвиденных обстоятельств (CFP) некоторых организаций. А из-за волатильности рынка могут быть большие колебания в результатах стресс-тестирования и нарушения лимитов / пороговых значений. Некоторые участники рынка уже могут столкнуться с повышенным дефицитом ликвидности.
    • В случае нехватки ликвидности, какие текущие планы и шаги по активации существуют? В какой степени они были переоценены в свете недавних рыночных условий?
    • Если организациям необходимо продать активы для покрытия дефицита ликвидности, актуальны ли необходимые юридические документы?
    • Необходимо обеспечить адекватную ликвидность предприятия в глобальном масштабе.Банки должны внимательно анализировать и контролировать ежедневные отчеты о стресс-тестировании ликвидности, мониторинг лимитов / порогов, результаты коэффициента покрытия ликвидности (LCR) и т. Д. Они должны отслеживать рыночную активность по своим индикаторам стресса ликвидности для триггеров, которые активируют CFP.
    • Следует проводить анализ для определения размера и воздействия любого дефицита ликвидности, если индикаторы стресса ликвидности срабатывают регулярно. В анализ следует включить влияние на обеспеченное финансирование / продажу активов (включая доступ к рынку).Эта информация должна быть представлена ​​руководству по вопросам ликвидности и риска ликвидности (группа по кризису ликвидности) как часть активируемого CFP.
    • Действия по сохранению ликвидности должны быть частью CFP банков и включать варианты обеспечения ликвидности, если была задействована CFP.
    • Требования должны быть перекалиброваны с учетом условий развивающихся рынков и вероятных будущих сценариев.
    • Банки должны выходить за рамки требований LCR, сообщая регулирующим органам свой статус ликвидности.Группы регулирующих органов должны быть частью группы / комитета по управлению кризисом ликвидности в рамках CFP.
    Управление капиталом
    • На активы, взвешенные с учетом риска (RWA), могут повлиять более высокие сборы из-за повышенного уровня волатильности и более высоких рисков контрагента.
    • Внедрение системы текущих ожидаемых кредитных убытков (CECL) и потенциально менее благоприятные экономические перспективы могут отрицательно повлиять на резервы банков под убытки.Кроме того, заемщики могут захотеть рефинансировать с более длительными сроками погашения, чтобы зафиксировать более низкие процентные ставки. Согласно CECL, это может привести к дополнительным оценкам убытков.
    • Как повышенная волатильность и движение цен активов влияют на RWA?
    • Требует ли текущая экономическая и рыночная конъюнктура дополнительных стресс-тестов? Насколько серьезен наихудший сценарий?
    • Как изменится оценка резерва под убытки по ссудам при изменении экономических предположений?
    • Допущения, лежащие в основе оценки стоимости активов, должны быть пересмотрены.
    • Необходимо провести дополнительные стресс-тесты с различными базовыми сценариями, специфичными для COVID-19.
    Управление доходами и затратами
    • Если общие экономические условия ухудшатся и приведут к снижению роста ВВП, спрос на банковские продукты и услуги может сократиться.
    • Поскольку центральные банки агрессивно снижают процентные ставки, чистый процентный доход банков, вероятно, окажется под угрозой.
    • Знают ли руководители, где потенциальные потери доходов могут быть самыми высокими?
    • Какие существуют варианты увеличения непроцентного дохода при потенциальном снижении чистого процентного дохода?
    • Работайте с соответствующими департаментами и подразделениями по всему миру, чтобы получить представление о потенциальных потерях доходов и наметить шаги по их снижению.
    Ссудная книга, соглашения и управление исключениями
    • Клиенты, потенциально испытывающие стрессовые финансовые условия, могут повлиять на кредитное качество / рейтинги.
    • Также может снизиться стоимость залога.
    • Клиенты, как розничные, так и институциональные, могут прибегать к минимальным или отсроченным платежам по своим кредитным остаткам.
    • Каким образом фирмы могут лучше всего оценивать и проактивно работать с клиентами, которые могут быть затронуты вирусом, чтобы пересмотреть условия и положения ссуды?
    • Подвержены ли заемщики / клиенты риску нарушения условий кредита? Есть ли процесс управления исключениями?
    • Потребуется ли компаниям увеличивать резервы на возможные потери по ссудам?
    • Узнайте, какие сектора / регионы / клиенты подвержены наибольшему риску.
    • Обращайтесь к клиентам с запросами на обмен информацией и информацией, чтобы при необходимости предоставить временную помощь.
    • Резервы на возможные потери по ссудам при различных экономических сценариях должны быть пересмотрены.
    Стратегии торговли / хеджирования
    • В настоящее время повышенная волатильность и снижение цен на многие классы активов повлияли на торговые отчеты и повысили рыночный риск, а также кредитный риск контрагента.
    • Как можно определить распределение капитала по торговым книгам на стрессовых рынках?
    • Требуются ли меры предосторожности, такие как продажа активов, и если да, то какие активы можно продать в первую очередь?
    • Как быстро можно скорректировать стратегии хеджирования в отношении иностранной валюты, сырьевых товаров, акций или фиксированного дохода по мере развития ситуации?
    • Следует пересмотреть стратегии распределения капитала и хеджирования в торговых книгах.

    Источники: Федеральный резервный банк Сент-Луиса, «Соглашения обратного выкупа за ночь: казначейские ценные бумаги, приобретенные Федеральным резервом во время операций на временном открытом рынке», по состоянию на 9 марта 2020 г .; Европейский центральный банк, «Заявление президента ЕЦБ», 2 марта 2020 г .; Джон Эйнджер и Ануджа Дебнат, «Инвесторы, уклоняющиеся от обвала рынка, говорят, что не могут найти ликвидность», Bloomberg, 9 марта 2020 г .; Сохини Чоудхури и Кристиан де Ритис, «За пределами теории: практическое руководство по использованию экономических прогнозов для оценок CECL», Moody’s Analytics, август 2018 г .; Лоран Бираде, «CECL: кредитные карты и оценка срока службы - разумный подход», Moody’s Analytics, сентябрь 2018 г .; Дэвид Энрих, Джеймс Б.Стюарт и Мэтт Филлипс, «Растущие опасения по поводу вирусов вызывают финансовую бойню», New York Times, , 6 марта 2020 г.

    Риски и меры контроля

    Тема / выпуск Текущее и потенциальное развитие Соответствующие вопросы Действия, которые следует принять во внимание банкам и компаниям на рынках капитала
    Рыночный риск
    • Резкое падение процентных ставок и повышенная волатильность цен на ценные бумаги и валюту увеличивают рыночный риск банков, что может привести к убыткам.
    • Было ли оказано неблагоприятное воздействие на подверженность риску прибыли организации или экономической стоимости капитала и существенно ли она отличается от сценариев, подразумеваемых моделью?
    • Требует ли текущая среда обновления внутренних моделей?
    • Пересмотреть внутренние модели, отражающие рыночный риск, и учесть потенциально более высокую корреляцию.
    • Сообщите регулирующему органу, если капитал подвергается неблагоприятному воздействию и существенно отличается от сценариев, подразумеваемых моделью.
    Кредитный риск контрагента
    • Недавние рыночные события могли повлиять на кредитный профиль контрагентов.
    • Как следует учитывать любые потенциальные изменения кредитоспособности контрагента в существующих контрактах и ​​договоренностях?
    • Как рыночные посредники, такие как клиринговые агенты, реагируют на любое снижение кредитоспособности контрагента?
    • Оценить / пересмотреть существующие контракты с контрагентами, наиболее подверженными риску.
    • Работа с рыночными посредниками, чтобы быть в курсе любых изменений в положении контрагентов.
    Нефинансовые риски
    • Нефинансовые риски, такие как риск / культура поведения, модельный риск, риск третьих сторон и киберриск, также могут стать более серьезными.
    • Возможные сбои в торговой инфраструктуре могут потребовать перенаправления сделок в другие места, места и страны.
    • Как можно обеспечить контроль рисков, связанных с риском поведения, при альтернативных рабочих соглашениях?
    • В какой степени недавние рыночные условия влияют на риск модели?
    • Как будут выглядеть нормативные требования при альтернативном маршруте торговли?
    • Как лучше всего управлять киберрисками по мере изменения бизнес-процессов и потоков?
    • Переосмыслить меры контроля рисков для альтернативных рабочих схем и потенциальных сбоев, которые могут потребовать переоценки рисков поведения, киберрисков и рисков третьих лиц.
    • Пересмотрите, насколько допущения модели отражают текущие и, возможно, будущие рыночные условия.
    • Получить разъяснения от регулирующих органов об альтернативных торговых маршрутах.
    Управление рисками
    • Если операционная модель банка должна измениться, совету директоров может стать трудным продолжать выполнять обязательства по корпоративному управлению, такие как надзор за рисками, создание серьезных проблем для руководства и выполнение функций ответственных руководителей организации.
    • Как совету директоров следует адаптировать управление?
    • Руководству следует ошибиться в том, чтобы чрезмерно общаться с советом директоров, держать их в курсе и обращаться к ним за рекомендациями по альтернативным операционным процедурам.
    • Гибкость в организации работы и скорость принятия решений советом директоров могут стать первостепенными в этих обстоятельствах.
    Дивиденды и обратный выкуп акций
    • Банки возвращали капитал акционерам в виде дивидендов и обратного выкупа акций в течение последних нескольких лет.
    • Недавний рыночный стресс может оказать давление на ликвидность банков, которые могут захотеть сохранить капитал путем прекращения или сокращения дивидендов и обратного выкупа акций.
    • Какая стратегия для дивидендов и обратного выкупа является подходящей с учетом текущих предпочтений в отношении ликвидности?
    • Если есть обязательства по выплате дивидендов и / или обратного выкупа акций, и банки хотят временно прекратить эти действия, как следует сообщить об этом акционерам?
    • Оценить интерес и предпочтения институциональных акционеров в отношении обратного выкупа акций и дивидендов и сообщить о любых потенциальных изменениях.
    Кредитные рейтинги
    • Рыночная среда, вызванная COVID-19, может негативно повлиять на профиль кредитного рейтинга банков.
    • Новые системные, страновые или другие факторы бизнес-риска могут усилить и повлиять на кредитоспособность банков, контрагентов и заемщиков, особенно в случае высокодоходного уровня.
    • Как рейтинговые агентства учитывают изменения этих факторов риска?
    • Как следует учитывать любые потенциальные изменения кредитных профилей контрагентов и заемщиков в результате COVID-19?
    • Поддерживайте активную связь с рейтинговыми агентствами и информируйте их об изменениях кредитоспособности.
    • Определите, потребуют ли какие-либо рейтинговые действия, проистекающие из стресса, вызванного COVID-19, дать контрагентам и заемщикам некоторую слабость.
    Переход LIBOR
    • LIBOR будет заменен на альтернативные справочные ставки в различных юрисдикциях к 2021 году.
    • Влияет ли текущий сбой на рынке на планы перехода и сроки замены LIBOR?
    • Будьте в курсе рекомендаций регулирующих органов и рыночных изменений на рынках альтернативных справочных ставок, таких как обеспеченная ставка однодневного финансирования (SOFR) в США.

    Источники: Лаура Нунан, Николас Макгоу и Примроуз Риордан, «Банки ищут рекомендации по правилам торговли по мере распространения коронавируса», Financial Times, 6 марта 2020 г .; Александра Димитриевич и Пол Ф. Грюнвальд, «Коронавирус бросает тень на кредитные перспективы», S&P Global Ratings, 11 февраля 2020 г .; Шинейд Круз и Лоуренс Уайт, «Конец Libor: самая большая банковская проблема, о которой вы никогда не слышали», Reuters, 8 октября 2019 г.

    Общие последствия для банков и фирм на рынках капитала

    Операционная устойчивость

    Тема / выпуск Текущее и потенциальное развитие Соответствующие вопросы Действия, которые следует принять во внимание банкам и фирмам на рынках капитала
    Готовность к кризису COVID-19
    • COVID-19 нарушает работу многих банков и компаний на рынках капитала по всему миру.
    • Финансовые учреждения уже предприняли ряд действий, но, возможно, им потребуется сделать больше по мере развития ситуации.
    • Была ли проведена всесторонняя переоценка подверженности всем векторам угроз?
    • Каким образом обновляется план действий в отношении пандемий в результате разворачивающихся событий?
    • Как лучше всего определить соответствующий ответ организации?
    • Каким образом уполномочена целевая группа по COVID-19?
    • Банки и фирмы рынков капитала должны пересмотреть свою готовность к кризису, провести тесты, пересмотреть управление и оптимизировать подходы к принятию решений и коммуникации.
    • Определите, что представляет собой соразмерный ответ, и побудите к решительным действиям.
    • Уже существующие инструкции
    • должны быть пересмотрены с внесением необходимых обновлений для обеспечения устойчивости организации.
    • Должны быть определены триггеры активации и деактивации, а процедуры непрерывности пересмотрены.
    • Целевая группа по COVID-19 должна быть уполномочена принимать решения как на глобальном, так и на местном уровне, где это применимо. Целевая группа должна быть связана и активно согласовывать свои приоритеты с генеральным директором и советом директоров.
    • Обеспечьте чуткий ответ на ситуации сотрудников.
    Связь
    • Регулярное общение с различными заинтересованными сторонами может продолжать расти.
    • Как быстро можно инициировать индивидуализированные коммуникации с сотрудниками, клиентами, деловыми партнерами, поставщиками, инвесторами, регулирующими органами и т. Д. В офисах, регионах и предприятиях на национальном и международном уровнях?

    • Следует подготовить и протестировать соответствующие механизмы коммуникации, адаптированные к различным аудиториям.
    Мониторинг и анализ
    • Развитие событий в отношении COVID-19 требует, чтобы учреждения были гибкими / гибкими.
    • Планируется ли сценарий заранее?
    • Являются ли планы, политики и процедуры адаптивными и гибкими и соответствуют ли они национальным и местным постановлениям и законам?
    • Имеется ли четкий механизм управления в случае обострения пандемии?
    • Рассмотрите возможность тестирования готовности с помощью интерактивных масштабируемых антикризисных упражнений.
    • Активно отслеживайте результаты и повторяйте их по мере необходимости.
    • Убедитесь, что политики, процедуры и планы соответствуют текущим местным, государственным и национальным законам, а также любым обновлениям. Они могут включать в себя отпуск (LOA), Закон об американцах с ограниченными возможностями (ADA), Закон о семейных и медицинских отпусках (FMLA), право на неприкосновенность частной жизни, правила Управления по охране труда и здоровья, положения Закона о национальных трудовых отношениях, безопасную среду для государства. законы и законы о дискриминации.
    Гибкая и удаленная работа
    • По мере того, как ситуация продолжает быстро развиваться, вводятся альтернативные схемы работы, чтобы ограничить распространение болезни и обеспечить безопасность сотрудников.
    • Какие политики гибкой и удаленной работы используются в настоящее время?
    • Рассматривались ли гибкие или чередующиеся графики для тех, чьи бизнес-модели исключают организацию удаленной работы?
    • Какие риски связаны с удаленной работой?
    • Есть ли у организаций инструменты и решения для удаленной работы?
    • Основываясь на самой последней информации, по возможности рассмотрите возможность введения работы на дому или гибких / сменяющихся графиков.
    • Убедитесь, что имеются технологические возможности для подключения сотрудников, работающих удаленно, без ущерба для доступа / безопасности данных.
    Инфраструктура / мощность
    • Чтобы обеспечить гибкую или удаленную работу, организациям необходима соответствующая инфраструктура.
    • Имеется ли необходимая техническая инфраструктура для поддержки альтернативных рабочих схем и насколько она безопасна?
    • Какие существующие инструменты могут обеспечить удаленную совместную работу?
    • Проверьте существующую инфраструктуру, такую ​​как VPN-подключения, маркеры безопасности, пропускную способность и ноутбуки.
    Качество работы / производительность и благополучие сотрудников
    • Распространение COVID-19 может привести к дальнейшим сбоям в работе и задержкам, поскольку правительства, агентства общественного транспорта и образовательные учреждения изменяют свои методы и политику.
    • Как организации могут гарантировать, что качество работы и производительность останутся на высоком уровне?
    • Как организации могут гарантировать, что они достаточно гибкие, чтобы корректировать рабочие процессы, если необходимо изменить приоритеты работы?
    • Как они могут изменить планы для поддержания вовлеченности, благополучия и мотивации сотрудников?
    • Определите приоритеты, какие проекты, рабочие процессы и результаты имеют наибольшее значение, и четко сообщите об этом сотрудникам.
    • Предоставьте соответствующие инструменты и используйте соответствующую тактику для поддержания качества работы / производительности.
    Оффшорные центры доставки
    • Многие организации имеют офшорные центры доставки, от ИТ-служб до центров обработки вызовов.
    • Как фирмы могут обеспечить доставку из офшорных центров с минимальными перебоями?
    • Существуют ли альтернативные / вторичные варианты доставки на случай взлома оффшорного центра доставки?
    • Каков план обеспечения непрерывности бизнеса для оффшорных центров?
    • Поддерживайте частую связь с оффшорными центрами доставки и разрабатывайте соответствующие планы действий в чрезвычайных ситуациях, если они еще не созданы.
    • Рассмотрите возможность тестирования альтернативных схем работы в оффшорных центрах доставки, чтобы определить, не повлияет ли каким-либо образом на качество обслуживания.
    • Найдите альтернативные места для оказания услуг, если в конкретном центре произошел сбой в работе.
    Глобальные операции
    • Каждый рынок может испытывать различные уровни стресса и сбоев.
    • Насколько эффективно можно перенаправить критически важные операции в местные офисы по всему миру?
    • Насколько устойчивы глобальные организации / офисы в оперативном отношении?
    • Определите, какие операции и / или действия могут быть перенаправлены или отправлены в другие глобальные офисы или даже третьи стороны.
    Цифровая / ИТ-инфраструктура
    • Может возникнуть повышенный спрос на цифровую инфраструктуру организаций, чтобы заменить ручные операции.
    • Достаточно ли надежны и устойчивы цифровые банковские операции, платежные системы, торговые платформы и другие системы, чтобы справиться с нарушениями?
    • Рассмотрите возможность тестирования и планирования альтернативных мощностей для обработки и продолжения предоставления услуг, когда это возможно.
    Юридические вопросы
    • В любом учреждении юридические контракты, касающиеся рабочей силы, клиентов, контрагентов и / или поставщиков, могут подвергаться риску.
    • Существуют ли какие-либо работы / проекты / результаты, для которых существует риск пропуска сроков или невыполнения?
    • Каковы последствия для третьих сторон и клиентов?
    • Подтвердите, включают ли существующие контракты положения о форс-мажорных обстоятельствах .
    • Контракты или рабочие задания следует пересматривать или изменять, когда это возможно.
    Налоговая, финансовая и нормативная отчетность
    • Приближающиеся сроки подачи налоговой декларации, финансовой отчетности и отчетности о соответствии нормативным требованиям могут быть нарушены из-за сбоев в работе.
    • Могут возникнуть налоговые последствия, поскольку сотрудники работают удаленно, возможно, в разных городах или штатах.
    • Как изменения в операциях и альтернативных условиях работы или сокращение мощности повлияют на налоговую отчетность, финансовую отчетность и отчетность о соответствии нормативным требованиям?
    • Каковы налоговые последствия удаленной работы? Каковы будут потенциальные убытки при переносе налоговых убытков на будущие периоды?
    • Будьте реалистичны в соблюдении сроков. Активно общайтесь с налоговыми органами и регулирующими органами, такими как SEC или OCC в США, или ЕЦБ, Банк Англии и местные налоговые органы в Европе.
    • Получите представление о налоговых последствиях.

    Воздействие природного газа на окружающую среду

    Землетрясения

    Гидравлический разрыв сам по себе был связан с сейсмической активностью низкой магнитуды - менее 2-х моментных магнитуд (M) [шкала моментных магнитуд теперь заменяет шкалу Рихтера], но такие умеренные явления обычно не обнаруживаются на поверхности [26]. Однако удаление сточных вод гидроразрыва путем закачки их под высоким давлением в глубокие нагнетательные скважины класса II было связано с более крупными землетрясениями в Соединенных Штатах [27].По крайней мере, половина землетрясений силой 4,5 М и более, произошедших внутри Соединенных Штатов за последнее десятилетие, произошла в регионах с потенциальной сейсмичностью, вызванной нагнетанием [28]. Хотя отнести отдельные землетрясения к нагнетанию может быть непросто, во многих случаях эта связь подтверждается временем и местоположением событий [29].

    Артикул:

    [1] Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2010. Базовый план затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: Использование битуминозного угля и природного газа в электроэнергии.Редакция 2. Ноябрь. DOE / NETL-2010/1397. Министерство энергетики США.

    [2] FuelEconomy.gov. 2013. Найдите машину: сравните бок о бок. Министерство энергетики США.
    Аргоннская национальная лаборатория (ANL). 2012. GREET 2 2012 rev1. Министерство энергетики США.

    [3] Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Ламарк, Д. Ли, Б. Мендоза, Т. Накадзима, А. Робок, Г. Стивенс, Т. Такемура и Х. Чжан. 2013. Антропогенное и естественное радиационное воздействие.В книге «Изменение климата 2013: основы физических наук: вклад Рабочей группы I в пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата» под редакцией Т.Ф. Стокер, Д. Цинь, Г.-К. Платтнер, М. Тиньор, С.К. Аллен, Дж. Бошунг, А. Науэльс, Ю. Ся, В. Бекс, П.М. Мидгли. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета, 659–740. В Интернете по адресу www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_Chapter08_FINAL.pdf.

    [4] Толлефсон, Дж. 2013. Утечки метана подрывают экологичность природного газа.Nature 493, DOI: 10.1038 / 4a.
    Cathles, L.M., L. Brown, M. Taam и A. Hunter. 2012. Комментарий Р. В. Ховарта, Р. Санторо и А. Инграффе к «Следу парникового эффекта природного газа в сланцевых формациях». Изменение климата doi: 10.1007 / s10584-011-0333-0.
    Ховарт Р.В., Д. Шинделл, Р. Санторо, А. Инграффеа, Н. Филлипс и А. Таунсенд-Смолл. 2012. Выбросы метана из систем природного газа. Справочный документ, подготовленный для Национальной оценки климата. Регистрационный номер 2011-0003.
    Петрон, Г., Г. Фрост, Б.Т. Миллер, А. Hirsch, S.A. Montzka, A. Karion, M. Trainer, C. Sweeney, A.E. Andrews, L. Miller, J. Kofler, A. Bar-Ilan, E.J. Длгокенки, Л. Патрик, К. Моор, Т. Райерсон, К. Сисо, В. Колодзев, П.М. Lang, T. Conway, P. Novelli, K. Masarie, B. Hall, D. Guenthere, D. Kitzis, J. Miller, D. Welsh, D. Wolfe, W. Neff и P. Tans. 2012. Характеристика выбросов углеводородов в Колорадском переднем хребте: пилотное исследование. Журнал геофизических исследований в печати, DOI: 10.1029 / 2011JD016360.
    Сконе, Т. 2012. Роль альтернативных источников энергии: оценка энергетических технологий на природном газе. DOE / NETL-2011/1536. Национальная лаборатория энергетических технологий.

    [5] Bradbury et al. 2013

    [6] Альварес, Р.А., С.В. Пакала, Дж. Дж. Winebrake, W.L. Хамейдес, С.П. Гамбург. 2012. Необходимо уделять больше внимания утечке метана из инфраструктуры природного газа. Труды Национальной академии наук 109: 6435–6440.

    [7] Альварес, Р.А., С.В. Пакала, Дж.J. Winebrake, W.L. Хамейдес, С.П. Гамбург. 2012. Необходимо уделять больше внимания утечке метана из инфраструктуры природного газа. Труды Национальной академии наук 109: 6435–6440.
    Wigley, T.M.L. 2011. Уголь в газ: влияние утечки метана. Изменение климата 108: 601-608. Боулдер, Колорадо: Национальный центр атмосферных исследований.
    Харви, С., В. Говришанкар и Т. Сингер. 2012. Утечка прибыли. Нефтегазовая промышленность США может уменьшить загрязнение окружающей среды, сберечь ресурсы и зарабатывать деньги, предотвращая выбросы метана.Нью-Йорк: Совет по защите природных ресурсов.
    Международное энергетическое агентство (МЭА). 2012. Золотые правила золотого века газа: специальный доклад World Energy Outlook по нетрадиционному газу. Париж. Онлайн здесь. (Брэдбери и др., 2013)

    [8] Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 1999. Оценка жизненного цикла угольной энергетики.
    Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. 2000. Оценка жизненного цикла парогазовой системы выработки электроэнергии на природном газе.

    [9] Совет по воздушным ресурсам Калифорнийского агентства по охране окружающей среды.2012. Влияние загрязнения воздуха на здоровье.

    [10] Лайман, С., и Х. Шортхилл, 2013. Исследование озона и качества воздуха в бассейне Юинта в зимний период. Заключительный отчет. Документ №. CRD13-320.32. Коммерциализация и региональное развитие. Государственный университет Юты. 1 февраля.
    Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2012. Какие шесть наиболее распространенных загрязнителей воздуха? 20 апреля.
    McKenzie, L.M., R.Z. Виттер, Л. Ньюман и Дж. Л. Адгейт. 2012. Оценка риска для здоровья человека от выбросов в атмосферу при разработке нетрадиционных ресурсов природного газа.Наука об окружающей среде в целом 424: 79–87. DOI: 10.1016 / j.scitotenv.2012.02.018.
    Петрон, Г., Г. Фрост, Б. Миллер, А. Hirsch, S.A. Montzka, A. Karion, M. Trainer, C. Sweeney, A.E. Andrews, L. Miller, J. Kofler, A. Bar-Ilan, E.J. Длугокенки, Л. Патрик, К. Мур-младший, Т. Райерсон, К. Сисо, В. Колодзей, П.М. Lang, T. Conway, P. Novelli, K. Masarie, B. Hall, D. Guenther, D. Kitzis, J. Miller, D. Welsh, D. Wolfe, W. Neff и P. Tans. 2012. Характеристика выбросов углеводородов в Колорадском переднем хребте: пилотное исследование.Журнал геофизических исследований: атмосферы 117 (D4). DOI: 10.1029 / 2011JD016360.

    [11] Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2013. Приземный озон. 14 августа.
    Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2013. Твердые частицы (ТЧ). 18 марта.>
    Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR). 2004. Профиль взаимодействия токсичных веществ: бензол, толуол, этилбензол и ксилолы (BTEX). Может.

    [12] McKenzie et al. 2012.

    [13] Уильямс, Х.F.L., D.L. Хэвенс, К. Бэнкс и Д. Вачал. 2008. Полевой мониторинг стока наносов с площадок газовых скважин в округе Дентон, штат Техас, США. Геология окружающей среды 55: 1463–1471.

    [14] Бертон, Г.А., К.Дж. Надельхоффер и К. Пресли. 2013. Гидравлический разрыв пласта в штате Мичиган: Окружающая среда / технический отчет по экологии. Университет Мичигана. 3 сентября.

    [15] Колборн, Т., К. Квятковски, К. Шульц и М. Бахран. 2011. Операции с природным газом с точки зрения общественного здравоохранения.Оценка рисков для человека и окружающей среды: Международный журнал. 17 (5): 1039–1056. Октябрь.

    [16] Воздушный газ. 2013. Паспорт безопасности материала: метан.

    [17] Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (PADEP). 2009. По состоянию на 15 сентября 2013 г.
    Департамент природных ресурсов штата Огайо, Отдел управления минеральными ресурсами. 2008. Отчет о расследовании вторжения природного газа в водоносные горизонты в городке Бейнбридж в округе Геога, штат Огайо. 1 сентября.

    [18] Отделение консервации нефти Нью-Мексико (NMOCD).2008. Случаи загрязнения грунтовых вод Нью-Мексико веществами из ям. 12 сентября.

    [19] Vidic, R.D., S.L. Brantley, J.M. Vandenbossche, D. Yoxtheimer и J.D. Abad. 2013. Влияние добычи сланцевого газа на качество воды в регионе. Наука 340 (6134). DOI: 10.1126 / science.1235009.
    Харрисон С.С. 1983. Система оценки опасности загрязнения грунтовых вод в результате бурения газовых скважин на ледниковом Аппалачском плато. Подземные воды 21 (6): 689–700.

    [20] Агентство по охране окружающей среды (EPA).2012. Изучение потенциального воздействия гидроразрыва пласта на ресурсы питьевой воды. Отчет о проделанной работе. EPA 601 / R-12/011. Декабрь.
    Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2009. Современная разработка сланцевого газа в США: учебник. Министерство энергетики США. Апреля.

    [21] Wiseman, H.J. 2013c. Риск и реакция в политике гидроразрыва. 84 U. Colo. L. Rev. 758-61, 766-70, 788-92.

    [22] Haluszczak, L.O., A.W. Роуз и Л. Kump. 2012. Геохимическая оценка выноса рассола из газовых скважин Marcellus в Пенсильвании, США.Прикладная геохимия 28: 55–61.
    Роуэн, Э.Л., М.А.Энгл, К.С.Керби, Т.Ф. Kraemer. 2011. Содержание радия в добываемых водах нефтяных и газовых месторождений в северной части Аппалачского бассейна (США): сводка и обсуждение данных. Геологическая служба США. Отчет о научных исследованиях 2011–5135.

    [23] Агентство по охране окружающей среды (EPA). 2012f. Изучение потенциального воздействия гидроразрыва пласта на ресурсы питьевой воды. Отчет о проделанной работе. EPA 601 / R-12/011. Декабрь.

    [24] Агентство по охране окружающей среды (EPA).2013a. Добыча природного газа - гидроразрыв пласта. 12 июля.

    [25] Breitling Oil and Gas. 2012. Сланец США сталкивается с жалобами на воду и прозрачность. 4 октября.
    Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2009. Современная разработка сланцевого газа в США: учебник. Министерство энергетики США. Апреля.

    [26] Национальная лаборатория энергетических технологий (NETL). 2010. Базовый план затрат и производительности для электростанций, работающих на ископаемом топливе, Том 1: Использование битуминозного угля и природного газа в электроэнергии.Редакция 2. Ноябрь. DOE / NETL-2010/1397. США,
    , Министерство энергетики США.

    [27] Национальный исследовательский совет. 2013. Потенциал индуцированной сейсмичности в энергетических технологиях. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press.
    Королевское общество, Королевская инженерная академия. 2012. Добыча сланцевого газа в Великобритании: обзор гидроразрыва пласта. Июнь.

    [28] van der Elst, N.J. et al. 2013. Улучшенное инициирование удаленных землетрясений в местах нагнетания жидкости на Среднем Западе США.Наука, т. 341, с. 164-167.

    [29] Van der Elst 2013.

    Жизнь в полярных крайностях - помимо пингвинов и белых медведей

    ТУНДРА

    тундра - это биом, характеризующийся чрезвычайно холодным климатом, небольшим количеством осадков, низким содержанием питательных веществ и коротким вегетационным периодом. Другие характеристики включают низкое биоразнообразие, простые растения, ограниченный дренаж и большие различия в популяциях.

    Есть два типа тундры: арктическая и альпийская.Арктическая тундра расположена в Северном полушарии; альпийская тундра расположена на больших высотах в горах по всему миру. Тундра также в ограниченной степени встречается в Антарктиде, в частности, на Антарктическом полуострове.

    АРКТИЧЕСКАЯ ТУНДРА

    Арктическая тундра встречается у северных побережий Северной Америки, Азии и Европы, а также в некоторых частях Гренландии. Он простирается на юг до границы тайги (биом, характеризующийся хвойными лесами). Разделение лесной тайги и безлесной тундры называется линией леса или линией деревьев.

    Расположение арктической тундры в Северном полушарии. Изображение любезно предоставлено Викимедиа.

    Тундра известна своими холодными условиями, со средней зимней температурой -30 градусов по Фаренгейту (-34 градуса по Цельсию) и средней летней температурой от 37 до 54 градусов по Фаренгейту (от 3 до 12 градусов Цельсия). Вегетационный период длится от 50 до 60 дней. Биом также характеризуется пустынными условиями, со средним количеством осадков от шести до десяти дюймов (от 15 до 25 см) в год, включая таяние снега.Ветер часто достигает скорости от 30 до 60 миль (от 48 до 97 км) в час.

    Еще одна отличительная черта тундры - вечная мерзлота , слой вечномерзлого грунта и частично разложившегося органического вещества. Только верхние девять или десять дюймов почвы оттаивают, что каждую весну приводит к образованию болот и прудов.

    Клинья льда в вечной мерзлоте могут треснуть и стать причиной образования полигонального грунта. На этом рисунке также показано образование прудов по мере таяния снега каждую весну. Фото любезно предоставлено У.S. Служба охраны рыбы и дикой природы.

    Вечная мерзлота тундры и тайги накапливает около одной трети мирового углерода, связанного с почвой. Повышение температуры в Арктике из-за изменения климата вызывает таяние вечной мерзлоты с высвобождением углерода в виде двуокиси углерода (парникового газа). Дополнительный выброс углекислого газа в атмосферу усилит потепление, что приведет к усилению оттаивания и выбросу еще большего количества углекислого газа. Таким образом, этот цикл положительной обратной связи может значительно увеличить скорость и последствия изменения климата.

    Примерно 1700 видов сосудистых растений встречаются в арктической тундре, включая цветковые растения, низкие кустарники, осоки, травы и печеночники. Также распространены лишайники, мхи и водоросли. В целом тундровые растения низкорослые, имеют неглубокую корневую систему и способны осуществлять фотосинтез при низких температурах и низкой интенсивности света.

    Животные, обитающие в арктической тундре, включают травоядных млекопитающих (лемминги, полевки, карибу, полярные зайцы и белки), хищных млекопитающих (песцов, волков и белых медведей), рыб (треска, камбала, лосось и форель), насекомых. (комары, мухи, бабочки, кузнечики и мошки) и птицы (вороны, овсянки, соколы, гагары, кулики, крачки и чайки).Рептилии и земноводные отсутствуют из-за экстремально низких температур. Хотя у многих млекопитающих есть приспособления, которые позволяют им пережить долгие холодные зимы и быстро размножаться и выращивать детенышей в течение короткого лета, большинство птиц и некоторые млекопитающие мигрируют на юг зимой. Миграция означает, что население Арктики находится в постоянном движении.

    Обобщенная трофическая сеть арктической тундры начинается с различных видов растений (продуцентов). Следующую ступень составляют травоядные животные (основные потребители), такие как пищуха, овцебыки, карибу, лемминги и полярные зайцы.Всеядные и плотоядные животные (вторичные потребители), такие как песцы, бурые медведи, полярные волки и полярные совы, возглавляют сеть. Бактерии и грибки играют важную роль в разложении органических веществ и возвращении питательных веществ в почву для повторного использования. Конечно, конкретные виды, задействованные в этой сети, зависят от географического положения.

    Обобщенная тундровая трофическая сеть. Точные родства и виды зависят от географического положения.

    Взаимосвязанная природа пищевой сети означает, что по мере увеличения (или уменьшения) численности одного вида в ответ меняются другие популяции.Часто обсуждаемый пример тундры - популяция леммингов. Лемминги - это мелкие грызуны, которые питаются растениями. Популяции леммингов радикально колеблются (от больших популяций до близких к исчезновению) через равные промежутки времени. Хотя ученые полагали, что популяции хищников-леммингов (лисы, совы, поморники и горностаи) также колебались в ответ на эти изменения, теперь есть данные, свидетельствующие о том, что хищники сами управляют изменениями в популяциях леммингов.

    Изменение климата во многом влияет на экосистемы тундры.Таяние вечной мерзлоты не только выделяет углекислый газ, но и приводит к эрозии берегов - растущей проблеме на Аляске, где деревни подвергаются риску. Потепление также означает, что сезоны наступают раньше - это изменение не только температуры, но и появления и цветения растений. Биологи подозревают, что несоответствие между доступностью растений и отелом увеличивает смертность телят карибу. Наконец, распределение видов может измениться, поскольку птицы и другие животные меняют свой ареал или миграцию в ответ на изменение температуры.

    АНТАРКТИЧЕСКАЯ ТУНДРА

    Антарктическая тундра гораздо менее обширна, чем арктическая тундра. Она находится на Антарктическом полуострове и на нескольких антарктических и субантарктических островах. Эти районы имеют каменистую почву, поддерживающую минимальную жизнь растений: два вида цветущих растений, мхи, водоросли и лишайники. Антарктическая тундра не поддерживает млекопитающих, но морские млекопитающие и птицы населяют районы у побережья. Все виды в Антарктиде и на Антарктических островах (к югу от 60 градусов южной широты) находятся под защитой Договора об Антарктике.

    ССЫЛКИ

    The World’s Biomes
    Обзор биомов и информация о шести основных типах: пресноводные, морские, пустынные, лесные, луговые и тундровые.

    Биомы и экосистемы
    Общая информация о биомах и экосистемах со ссылками на страницы о тундре, тайге, умеренном лесу, тропических лесах, пустынях, лугах и океанских биомах. Этот сайт также можно использовать для учащихся старших классов.

    Geography4Kids: Biosphere
    Включает страницы об экологии, экосистемах, пищевых цепях, популяциях и наземных биомах.Подходит для учащихся старших классов.

    НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ НАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ : СТАНДАРТЫ НАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

    Весь документ Национальных стандартов научного образования можно прочитать в Интернете или бесплатно загрузить с веб-сайта National Academies Press. Следующий отрывок взят из главы 6. ​​

    Преподавание биомов (включая тундру) может соответствовать широкому спектру фундаментальных концепций и принципов, в том числе:

    K-4 Науки о жизни

    Характеристики организмов

    • У организмов есть основные потребности.Например, животным нужны воздух, вода и еда; растениям нужен воздух, вода, питательные вещества и свет. Организмы могут выжить только в среде, в которой могут быть удовлетворены их потребности. В мире много разных сред, и разные среды поддерживают жизнь разных типов организмов.

    Организмы и их среда

    • Все животные зависят от растений. Некоторые животные едят растения в пищу. Другие животные едят животных, которые едят растения.
    • Образцы поведения организма связаны с природой окружающей его среды, включая виды и количество других присутствующих организмов, доступность пищи и ресурсов, а также физические характеристики окружающей среды.При изменении окружающей среды одни растения и животные выживают и размножаются, а другие умирают или перемещаются в новые места.
    • Все организмы вызывают изменения в окружающей среде, в которой они живут. Некоторые из этих изменений вредны для организма или других организмов, тогда как другие полезны.
    • Люди зависят от своей естественной и искусственной среды обитания. Люди меняют окружающую среду способами, которые могут быть как полезными, так и вредными для них самих и других организмов.

    K-4 Наука в личных и социальных перспективах

    Изменения в окружении

    • Среда - это пространство, условия и факторы, которые влияют на способность человека и населения выживать и качество их жизни.
    • Изменения в окружающей среде могут быть естественными или происходить под влиянием человека. Некоторые изменения хороши, некоторые плохи, а некоторые ни хороши, ни плохи. Загрязнение - это изменение окружающей среды, которое может повлиять на здоровье, выживание или деятельность организмов, включая людей.
    • Некоторые изменения окружающей среды происходят медленно, а другие - быстро. Студенты должны понимать различные последствия изменения окружающей среды небольшими приращениями в течение длительных периодов времени по сравнению с изменением окружающей среды большими приращениями за короткие периоды.

    5-8 Науки о жизни

    Популяции и экосистемы

    • Популяция состоит из всех особей вида, которые встречаются вместе в данном месте и в определенное время. Все живущие вместе популяции и физические факторы, с которыми они взаимодействуют, составляют экосистему.
    • Популяции организмов можно разделить на категории по функциям, которые они выполняют в экосистеме. Растения и некоторые микроорганизмы являются продуцентами - они сами производят пищу. Все животные, включая человека, являются потребителями, которые получают пищу, поедая другие организмы.Разложители, в первую очередь бактерии и грибки, являются потребителями, которые используют отходы и мертвые организмы в пищу. Пищевые сети определяют отношения между производителями, потребителями и разложителями в экосистеме.
    • Для экосистем основным источником энергии является солнечный свет. Энергия, поступающая в экосистемы в виде солнечного света, преобразуется производителями в химическую энергию посредством фотосинтеза. Затем эта энергия передается от организма к организму в пищевых сетях.
    • Количество организмов, которые может поддерживать экосистема, зависит от доступных ресурсов и абиотических факторов, таких как количество света и воды, диапазон температур и состав почвы.При наличии адекватных биотических и абиотических ресурсов и отсутствии болезней или хищников популяции (включая людей) быстро увеличиваются. Нехватка ресурсов и другие факторы, такие как хищничество и климат, ограничивают рост популяций в определенных нишах экосистемы.

    5-8 Наука в личной и социальной перспективе

    Население, ресурсы и окружающая среда

    • Когда область становится перенаселенной, среда ухудшается из-за увеличения использования ресурсов.
    • Причины ухудшения состояния окружающей среды и истощения ресурсов варьируются от региона к региону и от страны к стране.

    Опасные природные явления

    • Внутренние и внешние процессы земной системы вызывают стихийные бедствия, события, которые изменяют или разрушают среду обитания людей и диких животных, наносят ущерб имуществу и причиняют вред или убивают людей. Стихийные бедствия включают землетрясения, оползни, лесные пожары, извержения вулканов, наводнения, штормы и даже возможные удары астероидов.
    • Человеческая деятельность также может создавать опасности из-за приобретения ресурсов, роста городов, принятия решений о землепользовании и удаления отходов.Такие действия могут ускорить многие естественные изменения.

    Эта статья написана Джессикой Фрис-Гейтер. Для получения дополнительной информации см. Страницу Соавторы. Напишите Кимберли Лайтл, главному исследователю, с любыми вопросами о содержании этого сайта.

    Авторские права март 2009 г. - Государственный университет Огайо. Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 0733024. Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают взгляды Национального научного сообщества.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *