Поскольку более 40% населения планеты проживает в пределах 100 км от побережья - и эта тенденция продолжает расти - и все больше подвергается климатическим рискам, необходимы срочные и инновационные адаптационные решения для решения многочисленных и разнообразных проблем, стоящих перед сообществами и экосистемами в этих районах. В результате совместного конкурса стипендиатов, объявленного Исследовательским фондом AXA и Межправительственной океанографической комиссией ЮНЕСКО в рамках Десятилетия океана, семь новаторских постдокторских исследовательских проектов были одобрены в рамках Десятилетия океана и будут способствовать укреплению научно обоснованных мер по сохранению средств к существованию и повышению устойчивости прибрежных районов.
Один из семи стипендиатов совместного конкурса AXA - МОК/ЮНЕСКО, д-р Андреа Фиччи - гидролог, специалист по данным и инженер-эколог, специализирующийся на прогнозировании наводнений, работает в Миланском политехническом университете, 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 неопределенности будущих прогнозов.
"Моя работа связана с оценкой прогнозов, машинным обучением, действиями на основе прогнозов и гуманитарными приложениями, среди прочих аспектов", - говорит Андреа. "Цель - углубить понимание предсказуемости прогнозов наводнений и факторов, вызывающих наводнения, и, следовательно, повысить устойчивость к стихийным бедствиям, в частности, в сообществах в странах 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 серьезными и разрушительными. Сочетание речных и прибрежных наводнений ставит под угрозу жизнь миллионов людей в прибрежных районах и 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 надежных мер по адаптации предыдущие исследования сходятся в том, 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 возрастет до более чем 1 триллиона долларов США в год",[3] предупреждает он.
В Мозамбике правительство недавно пришло к выводу, что в среднем страна подвергается воздействию 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 более двух миллионов человек. В ходе тематического исследования, проведенного под руководством Всемирной метеорологической организации, было установлено, что число жертв и ущерб можно было бы сократить при более качественном прогнозировании наводнений и улучшенном оповещении.[5]
Столкнувшись с неизбежностью повышения уровня моря и эпизодических наводнений, местные и национальные власти прибрежных районов по всему миру исторически придерживались двух возможных направлений 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 стихийных бедствий, являются примерами краткосрочных решений для повышения устойчивости прибрежных сообществ к изменению климата.
С другой стороны, долгосрочные решения обычно опираются на меры "жесткого пути". Они состоят из берегозащитных сооружений - барьеров, морских стен и уступов - укрепления домов и инфраструктуры, а также реализации решений, основанных на природе, таких как планирование землепользования для уменьшения непроницаемых поверхностей и восстановления прибрежных экосистем. Однако, поскольку уровень моря продолжает повышаться, растут и затраты на поддержание и улучшение этих защитных сооружений, а также стоимость неудач.
"Жесткая инфраструктура и природные решения, несмотря на их эффективность, сталкиваются с практическими проблемами", - говорит Андреа. "Они требуют огромных и рискованных инвестиций и в то же время подвержены значительной неопределенности с точки зрения климатического риска, финансовых возможностей правительства, решений об инвестициях в инфраструктуру и местного регулирования землепользования".
Такие проблемы могут быть преодолены путем регулирования инвестиций во времени и интеграции мер жесткого пути с решениями мягкого пути в качестве механизмов хеджирования, с использованием методов анализа решений и климатических данных для определения надежных и оптимальных путей.
Во время двухлетней стипендии Исследовательского фонда AXA Андреа будет использовать машинное обучение для лучшего прогнозирования риска комплексных наводнений и определения зон повышенного риска. В своей работе он будет опираться на климатические услуги; другими словами, климатическая информация 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 является ключевым фактором. Исследования Андреа помогут в решении задачи 6 Десятилетия океана, которая направлена на повышение качества услуг раннего предупреждения обо всех геофизических, экологических, биологических, погодных, климатических и антропогенных опасностях, связанных с океаном и прибрежными районами, а также на повышение 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, отсутствие понимания точности, связанной с существующими моделями и данными, институциональные барьеры, а также местные технические ограничения/потенциал.
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 услуг 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 и лучше управлять рисками стихийных бедствий и, в свою очередь, стать более устойчивыми".
Listen to Andrea’s full interview here:
Для получения более подробной информации о проекте Андреа посетите страницу его действий на сайте Десятилетия океана и страницу его проекта на сайте Исследовательского фонда AXA.
Более подробную информацию обо всех проектах-победителях можно найти на сайте страницу 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 своим 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) ("Десятилетие океана") направлено на стимулирование развития наук об океане и генерации знаний, чтобы обратить вспять процесс ухудшения состояния океанической системы и катализировать новые возможности для устойчивого развития этой массивной морской экосистемы. Концепция Десятилетия океана - "наука, которая нам нужна для океана, который мы хотим". Десятилетие океанов обеспечивает основу для объединения усилий ученых и заинтересованных сторон из различных секторов с целью развития научных знаний и партнерских отношений, необходимых для ускорения и использования достижений в области наук об океане для 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 миссия заключается в поддержке научных исследований в ключевых областях, связанных с рисками, и содействии принятию научно обоснованных решений как в государственном, так и в частном секторе. С момента своего создания AXA Research Fund выделил в общей сложности 250 млн евро на научное финансирование и поддержал около 700 исследовательских проектов в области здравоохранения, климата, окружающей среды и 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 при повышении уровня моря в 21 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. 2020 State of Climate Services: Информация о рисках и системы раннего предупреждения. Женева, Всемирная метеорологическая организация.