Поскольку более 40 % населения планеты проживает в пределах 100 км от побережья, а эта тенденция продолжает расти, и все больше подвергается климатическим рискам, необходимы срочные и инновационные решения по адаптации, чтобы противостоять многочисленным и разнообразным вызовам для сообществ и экосистем в этих районах. В рамках Десятилетия океана Исследовательский фонд AXA и Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО объявили совместный конкурс стипендиатов. В рамках Десятилетия океана были одобрены семь новаторских исследовательских проектов на постдокторском уровне, которые позволят укрепить научно обоснованные меры по сохранению средств к существованию и повышению устойчивости прибрежных районов.
Один из семи стипендиатов, отобранных в рамках совместного конкурса AXA, МОК и ЮНЕСКО, д-р Андреа Фиччи - гидролог, исследователь данных и инженер-эколог, специализирующийся на прогнозировании наводнений. Он работает в Миланском политехническом институте (Италия) в лаборатории экологического интеллекта под руководством профессора Андреа Кастеллетти. Его исследовательский проект, запущенный в ноябре 2022 года, направлен на улучшение комплексного прогнозирования наводнений и понимания неопределенностей в будущих прогнозах.
"Моя работа связана, в частности, с оценкой прогнозов, машинным обучением, действиями на основе прогнозов и гуманитарными приложениями", - говорит Андреа. "Цель состоит в том, чтобы углубить понимание предсказуемости прогнозов наводнений и факторов, вызывающих наводнения, и, следовательно, повысить устойчивость к стихийным бедствиям, в частности, в сообществах Африки к югу от Сахары".
Более 600 миллионов человек во всем мире живут на высоте менее 10 метров над средним уровнем моря;[1] в то же время изменение климата ускоряет повышение уровня моря и делает прибрежные наводнения более сильными и разрушительными. Сочетание речных и прибрежных наводнений ставит под угрозу жизнь миллионов людей в прибрежных районах, может смыть их среду обитания, уничтожить средства к существованию и повредить инфраструктуру.
Особое внимание в проекте Андреа будет уделено Мозамбику. Расположенный на юге Африки, он является одной из самых подверженных стихийным бедствиям стран мира, с высоким риском сложных наводнений, вызванных тропическими циклонами.
"Экономический ущерб от глобальных прибрежных наводнений и штормовых нагонов в настоящее время составляет от 10 до 40 миллиардов долларов США в год. В отсутствие эффективных мер по адаптации предыдущие исследования показывают, что этот ущерб будет значительно возрастать, несмотря на широкий диапазон неопределенностей;[2] если рассматривать только крупные прибрежные города, то ожидается, что к 2050 году ущерб будет превышать 1 триллион долларов США в год", - предупреждает[3] он.
В Мозамбике правительство недавно пришло к выводу, что в среднем страна страдает от тропического циклона или наводнения каждые два года.[4] В 2019 году циклоны "Идай" и "Кеннет" привели к гибели более 700 человек, перемещению около 420 000 человек и воздействию на более чем два миллиона человек. Исследование, проведенное под руководством Всемирной метеорологической организации, показало, что число жертв и ущерб можно было бы сократить при более эффективном прогнозировании наводнений и улучшенном оповещении.[5]
Столкнувшись с неизбежностью повышения уровня моря и эпизодическими наводнениями, местные и национальные власти прибрежных районов по всему миру исторически придерживались двух возможных вариантов действий.
Меры "мягкого пути", такие как системы раннего предупреждения и раннего реагирования, управление чрезвычайными ситуациями в режиме реального времени, страхование и механизмы хеджирования финансовых рисков, являются примерами краткосрочных решений для повышения устойчивости прибрежных сообществ к изменению климата.
С другой стороны, долгосрочные решения обычно основываются на мерах "жесткого пути". Они включают в себя берегозащитные сооружения - барьеры, морские стены и укрепления - укрепление домов и инфраструктуры, а также реализацию природных решений, таких как планирование землепользования для уменьшения непроницаемых поверхностей и восстановления прибрежных экосистем. Однако по мере того, как уровень моря будет расти, стоимость поддержания и улучшения этих защитных сооружений будет увеличиваться, как и стоимость их разрушения.
"Жесткая инфраструктура и природные решения, несмотря на свою эффективность, сталкиваются с практическими проблемами", - говорит Андреа. "Они требуют огромных и рискованных инвестиций и в то же время подвержены значительной неопределенности с точки зрения климатических рисков, финансовых возможностей правительства, решений об инвестициях в инфраструктуру и местного регулирования землепользования".
Такие проблемы можно преодолеть, регулируя инвестиции с течением времени и объединяя меры жесткого пути с решениями мягкого пути в качестве механизмов хеджирования, используя методы анализа решений и климатические данные для определения надежных и оптимальных путей.
Во время двухлетней стипендии Исследовательского фонда AXA Андреа будет использовать машинное обучение для более точного прогнозирования риска комплексных наводнений и выявления зон повышенного риска. В своей работе он будет опираться на климатические услуги, другими словами, на климатическую информацию и продукты, созданные для информирования и помощи в процессах принятия решений, связанных с управлением климатическими рисками.[6].
Климатические услуги являются частью сложной системы "климат - окружающая среда - общество", в которой климат является одним из многих факторов, которые необходимо учитывать. Тем не менее, они остаются основой любой стратегии адаптации", - утверждает он. "В моем случае я буду использовать прогнозы и предсказания риска наводнений, чтобы помочь прибрежным сообществам повысить свою устойчивость в краткосрочной и долгосрочной перспективе".
Устойчивость - это ключ к успеху. Исследования Андреа помогут решить задачу 6 Десятилетия океана, которая направлена на расширение услуг раннего предупреждения обо всех геофизических, экологических, биологических, погодных, климатических и антропогенных опасностях, связанных с океаном и прибрежными районами, а также на повышение уровня готовности и устойчивости сообществ.[7].
Тем не менее, многие проблемы препятствуют использованию существующих климатических услуг для разработки политики и принятия решений. К ним относятся неопределенность прогнозов и прогнозов, ограниченный уровень квалификации прогнозистов, непонимание точности существующих моделей и данных, институциональные барьеры, а также местные ограничения по техническим возможностям и потенциалу.
Благодаря многоисточниковой базе данных о масштабах и последствиях наводнений Андреа оценит уровень квалификации современных прогнозов и направит алгоритмы машинного обучения на их улучшение. Он продемонстрирует потенциальную ценность существующих климатических сервисов и улучшенных прогнозов, сосредоточившись на их способности поддерживать управление гуманитарными чрезвычайными ситуациями и страхование на основе погодных условий.
"В ходе исследования будут также учитываться потребности и предпочтения местных заинтересованных сторон и пользователей климатических услуг для улучшения комплексного прогнозирования наводнений", - уточняет Андреа. "Благодаря индивидуальным прогнозам прибрежные сообщества смогут смягчать риски стихийных бедствий и лучше управлять ими, что, в свою очередь, повысит их устойчивость".
Полностью интервью с Андреа можно послушать здесь:
Более подробную информацию о проекте Андреа можно найти на странице его действий на сайте Десятилетия океана и на странице его проекта на сайте Исследовательского фонда AXA.
Более подробную информацию о всех проектах-победителях можно найти на сайте Страница AXA Postdoctoral Fellows.
***
О МОК/ЮНЕСКО:
Межправительственная океанографическая комиссия ЮНЕСКО (МОК/ЮНЕСКО) содействует международному сотрудничеству в области морских наук в целях улучшения управления океаном, побережьями и морскими ресурсами. МОК позволяет 150 государствам-членам работать вместе, координируя программы по развитию потенциала, океаническим наблюдениям и службам, наукам об океане и предупреждению о цунами. Работа МОК способствует выполнению миссии ЮНЕСКО по содействию развитию науки и ее прикладных аспектов для развития знаний и потенциала, что является ключом к экономическому и социальному прогрессу, основой мира и устойчивого развития.
О десятилетии океана:
Провозглашенное в 2017 году Генеральной Ассамблеей ООН Десятилетие наук об океане в интересах устойчивого развития (2021-2030 гг.) ("Десятилетие океана") призвано стимулировать развитие наук об океане и накопление знаний, чтобы обратить вспять процесс ухудшения состояния океанической системы и активизировать новые возможности для устойчивого развития этой масштабной морской экосистемы. Концепция Десятилетия океана - "Наука, которая нам нужна для океана, который мы хотим". Десятилетие океанов предоставляет ученым и заинтересованным сторонам из различных секторов возможности для развития научных знаний и партнерских связей, необходимых для ускорения и использования достижений в области наук об океане в целях достижения лучшего понимания океанической системы и выработки научно обоснованных решений для реализации Повестки дня на период до 2030 года. Генеральная Ассамблея ООН поручила Межправительственной океанографической комиссии ЮНЕСКО (МОК/ЮНЕСКО) координировать подготовку и проведение Десятилетия.
О Фонде исследований AXA:
Исследовательский фонд AXA был создан в 2008 году для решения наиболее важных вопросов, стоящих перед нашей планетой. Его задача - поддерживать научные исследования в ключевых областях, связанных с рисками, и помогать принимать научно обоснованные решения как в государственном, так и в частном секторах. С момента своего создания Исследовательский фонд AXA выделил в общей сложности 250 млн евро на научное финансирование и поддержал около 700 исследовательских проектов в области здравоохранения, климата и окружающей среды, а также социально-экономической сферы.
[1] ЮНЕСКО-ИОК. 2022. Океанические программы ЮНЕСКО. Париж, ЮНЕСКО.
[2] Хинкель и др. 2014. Ущерб от прибрежных наводнений и затраты на адаптацию к ним в условиях повышения уровня моря в XXI веке. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(9), 3292-3297. https://doi.org/10.1073/pnas.1222469111
[3] Халлегатте, С., Грин, К., Николлс, Р. и др. 2013. Будущие потери от наводнений в крупных прибрежных городах. Nature Climate Change 3, 802-806. https://doi.org/10.1038/nclimate1979
[4] Правительство Мозамбика. 2021. Обновление Первого национально определенного вклада в Рамочную конвенцию ООН об изменении климата.
[5] Всемирная метеорологическая организация. 2020. Состояние климатических служб на 2020 год: Информация о рисках и системы раннего предупреждения. Женева, Всемирная метеорологическая организация.