В этом исследовании изучается совпадение холодных периодов в Северной Америке и штормовой погоды в Европе, которое авторы количественно оценивают с помощью числа дней с экстремальным ветром (ДЭВ). Они рассматривают как данные реанализа ERA5, так и результаты четырёх климатических моделей CMIP6 в историческом периоде и сценарии SSP5-8.5. В ERA5 выявлены три различных региональных взаимосвязи: за холодными периодами в Восточной Канаде следует увеличение числа ДЭВ на Британских островах; холодным периодам в Центральной Канаде предшествует увеличение числа ДЭВ на Пиренейском полуострове; и холодным периодам на востоке США предшествует и следует увеличение числа ДЭВ на Пиренейском полуострове. Эти взаимосвязи воспроизводятся различными крупномасштабными моделями атмосферной циркуляции. Хотя модели CMIP6 в целом воспроизводят крупномасштабные структуры, связанные с региональными холодными периодами, их представление пространственной и временной картины связанных ДЭВ является переменным. В частности, модели недооценивают экстремальные ветровые штормы, предшествующие похолоданиям. В рамках сценария SSP5-8.5 все модели прогнозируют ослабление североамериканских похолоданий, и большинство из них показывают снижение максимальной скорости ветра в экстремальных ветровых штормах, хотя одно из лучших представлений исторических экстремальных ветровых явлений даёт модель, прогнозирующая увеличение интенсивности экстремальных ветровых штормов для Британских островов. Несмотря на рассмотрение сценария сильного потепления, авторы не обнаружили существенных изменений в совпадении североамериканских похолоданий и европейских экстремальных ветровых штормов в будущем.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JD044938

 

Зимние периоды холодов в Северной Америке часто совпадают с экстремальными ветрами в Европе, образуя так называемые пан-атлантические экстремальные явления. В первой части этой статьи авторы выявили регионально различающиеся взаимосвязи между двумя наборами экстремальных явлений в данных реанализа ERA5. Они также проанализировали, как климатические модели CMIP6 воспроизводят прошлые и будущие структуры циркуляции поверхности и тропосферы пан-атлантических экстремальных явлений. Во второй части исследования авторы интерпретируют пан-атлантические экстремальные явления и их представление в моделях через призму динамических прогнозов циркуляции. Используя новый метод кластеризации, отражающий эволюцию атмосферной циркуляции Северной Атлантики во время холодов в Северной Америке, они выявляют пять эпизодов в данных реанализа. Три из этих эпизодов соответствуют различным пространственным и временным закономерностям совпадения холодов в Северной Америке и экстремальных ветровых дней в Европе. Из этих трёх эпизодов два напоминают положительную и отрицательную фазы Арктической осцилляции (AO+ и AO−), а третий — распространяющийся волновой поезд (wave train). Четыре модели CMIP6 в целом воспроизводят крупномасштабные особенности и частоты эпизодов, за исключением волнового поезда. Прогнозы моделей в рамках SSP5-8.5 показывают общее ослабление аномалий циркуляции, связанных со всеми эпизодами, но мало свидетельств изменений их частоты. Качественные выводы авторов остаются устойчивыми при изменении подхода к определению эпизодов и при проецировании результатов моделей на данные реанализа.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025JD044939

 

Ключевая неопределённость в понимании того, ускоряет ли потепление потерю углерода (C) в почве, заключается в том, как эта реакция зависит от других сопутствующих изменений окружающей среды и лежащих в её основе механизмов. Авторы показали, что в 12-летнем эксперименте на луговых угодьях потепление снижает содержание углерода в почве на 12,2% при засухе, но увеличивает его на 6,7% в условиях повышенной влажности. Такие потери углерода во время засухи в основном являются результатом снижения содержания органического углерода, связанного с минералами. Эти противоположные реакции тесно связаны с микробными процессами: потепление повышает микробный метаболический коэффициент в условиях засухи, но подавляет его в условиях повышенной влажности, что сопровождается изменениями в составе микробного сообщества и генах, разлагающих углерод. Интеграция этих микробных показателей в экосистемную модель существенно улучшает прогнозирование динамики углерода в почве. Эти результаты демонстрируют ключевую роль микробных процессов в опосредовании обратной связи между углеродом в почве и климатом и подчёркивают их критическую важность для точного прогнозирования динамики углерода в почве в более тёплом, потенциально более засушливом мире.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-026-02584-2

 

Климатические модели и модели погоды на основе искусственного интеллекта обеспечивают быстрые и точные прогнозы, но сталкиваются с ключевой проблемой: прогнозирование будущего климата при обучении на исторических данных. Авторы исследуют эту проблему, анализируя температурные смещения для бореальной зимней поверхности суши в моделях погоды (FourCastNet V2 Small и Pangu Weather) и климата (Ai2 Climate Emulator версии 2), созданных с помощью искусственного интеллекта. Авторы оценивают эти модели в периоды времени, значительно более недавние, чем основная часть их обучающих данных, что позволяет оценить, насколько хорошо они обобщаются на более современные условия. Было обнаружено, что все модели дают завышенные средние температуры, напоминающие скорее климат 15-20-летней давности, чем период их прогнозирования. Кроме того, завышенная температура в FourCastNet и Pangu наиболее выражена для самых высоких прогнозируемых температур, что указывает на ограниченное воздействие современных эпизодов экстремальной жары на обучающие данные. В отличие от этого, завышенная температура в ACE2 распределена более равномерно, но наибольшая в регионах, сезонах и частях распределения температур, где историческое глобальное потепление наиболее выражено.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL119740

 

Экстремальные погодные условия, способствующие возникновению пожаров (жара, сухость и ветер), усилились во всём мире, однако формальное отнесение этой тенденции к антропогенному изменению климата остаётся сложной задачей. В данном исследовании авторы анализируют глобальные тенденции количества дней с экстремальными погодными условиями, способствующими возникновению пожаров (FWI95d, годовое число дней с индексом пожарной опасности выше 95-го процентиля) за период 1980–2023 гг., используя результаты ансамбля климатических моделей, данные наблюдений и методы выявления антропогенного влияния. Было обнаружено, что наблюдаемое увеличение числа дней с экстремальными погодными условиями, способствующими возникновению пожаров, несёт в себе чёткий сигнал внешнего воздействия, обнаруживаемый с 99%-ной вероятностью выше естественной изменчивости и объясняемый антропогенным изменением климата. Это выявление антропогенного влияния на экстремальные погодные условия, способствующие возникновению пожаров, служит ориентиром для климатологии и подчёркивает необходимость интеграции этих данных в стратегии управления рисками лесных пожаров и адаптации к ним.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx9845

 

Крупные извержения вулканов и лесные пожары представляют собой естественные эксперименты для проверки того, как атмосфера Земли реагирует на внезапные возмущения. Хотя эффекты охлаждения тропосферы и потепления стратосферы, вызванные сульфатными частицами при извержении вулкана Пинатубо в 1991 году, хорошо изучены, климатические последствия дыма от лесных пожаров и вулканического водяного пара были гораздо менее очевидны. В данной работе авторы показывают, что лесные пожары в Австралии в 2019-2020 гг. и извержение вулкана Хунга-Тонга в 2022 году также привели к статистически обнаруживаемым глобальным сигналам изменения температуры атмосферы. Используя надёжную систему обнаружения, они оценивают, можно ли, когда и как долго эти сигналы отличить от внутренней изменчивости климатической системы («шума»). Полученные результаты подчёркивают новые факторы воздействия, которые необходимо учитывать в климатических моделях для лучшей интерпретации прошлой изменчивости и прогнозирования последствий будущих возмущений.

Крупные вулканические извержения и интенсивные лесные пожары нарушают температуру атмосферы Земли. Понимание реакции климата на такие природные факторы имеет важное значение для получения надёжных оценок его реакции на антропогенные выбросы парниковых газов. Хотя воздействие вулканических сульфатных аэрозолей на климат хорошо задокументировано, другие природные факторы, включая дым от лесных пожаров, достигающий стратосферы, и выбросы водяного пара при подводных извержениях, создают новые проблемы для обнаружения и определения их влияния на температуру атмосферы. Здесь авторы демонстрируют надёжное обнаружение статистически значимых температурных аномалий в тропосфере и стратосфере с использованием многолетних спутниковых наблюдений и оценок внутренней изменчивости из ансамбля климатических моделей и наблюдений. Анализируются три знаковых события: извержение вулкана Пинатубо в 1991 году, лесные пожары в Австралии в 2019-2020 гг. и извержение вулкана Хунга-Тонга в 2022 году. Каждое из них оставляет свой отпечаток с отчётливой высотной, географической и временной структурой. Глобальный усреднённый стратосферный сигнал от лесных пожаров в Австралии обнаруживается даже при усреднении по времени более чем на 10 месяцев, несмотря на то, что в атмосферу было внесено лишь около 5% аэрозольной массы Пинатубо. Для Хунга-Тонга авторы обнаружили значительное и продолжительное стратосферное похолодание, но не выявили устойчивого тропосферного сигнала в первые два года. Эти результаты показывают, что как сульфатные, так и несульфатные стратосферные возмущения приводят к различным, статистически идентифицируемым глобальным температурным сигналам. Поэтому учёт таких воздействий в климатических моделях имеет важное значение для улучшения сравнения смоделированной и наблюдаемой изменчивости.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2525500123

 

Прогнозирование экстремальных осадков представляет собой серьёзную ежедневную проблему в глобальном масштабе, особенно в уязвимых регионах Глобального Юга. Традиционные численные модели прогнозирования погоды часто не обеспечивают точных и своевременных прогнозов экстремальных погодных явлений, усугубляя социально-экономическое неравенство и повышая климатическую уязвимость. Подходы глубокого обучения представляют собой многообещающую возможность для выявления более точных закономерностей прогнозирования; однако их применение остаётся ограниченным большими вычислительными затратами, связанными с большим набором параметров. В этом исследовании оценивается эффективность структуры MS-RNN для повышения вычислительной эффективности и точности прогнозирования экстремальных осадков с использованием реальных данных метеорологического радара из наборов данных TAASRAD19 и Рио-де-Жанейро. Хотя эта структура была всесторонне проверена как теоретически, так и экспериментально в других сценариях, в данной работе рассматривается её применение к реальным данным радара. Показатели, связанные с устойчивым развитием, такие как потребление энергии, выбросы CO₂ и водопотребление, не рассчитывались в данном конкретном контексте и редко рассматриваются в современной литературе. Полученные результаты демонстрируют потенциал решения для повышения вычислительной эффективности при сохранении точности прогнозирования в применении к реальным данным метеорологического радара, что способствует разработке устойчивых и доступных решений на основе искусственного интеллекта для повышения климатической устойчивости в регионах с ограниченными ресурсами.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-026-43029-2

 

Исследование выявляет взаимосвязанные изменения в рамках трёх сценариев выбросов и описывает возникающие проблемы, стоящие перед Антарктидой.

Антарктический полуостров, один из самых быстро нагревающихся регионов на Земле, сталкивается с неопределённым будущим. Новое исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Environmental Science, изучает, как физические и экологические изменения могут происходить в регионе при различных сценариях выбросов.

Результаты подчёркивают, что решения, которые будут приняты в следующем десятилетии, станут иметь драматические долгосрочные последствия, выходящие далеко за пределы Антарктиды.

Небольшой регион, глобальные последствия

Антарктический полуостров, самый северный регион континента, вдаётся в Южный океан, примерно в 965 километрах к югу от Чили. Несмотря на то, что он составляет менее 4% территории Антарктиды, полуостров является наиболее доступным регионом для таких видов деятельности, как рыболовство, научные исследования и туризм.

Его морской и наземный климат отличается от остальной части Антарктиды, и известно, что в прошлом он переживал быстрые изменения окружающей среды, например, в период раннего голоцена. Сегодня изменения снова ускоряются. Западная часть полуострова нагревается на 0,45 °C за десятилетие, что более чем в два раза превышает среднемировой показатель. Иногда видны последствия в реальном времени, например, в случае обрушения шельфового ледника Ларсен Б в 2002 году.

Судьба региона будет определяться сложным взаимодействием суши, моря и атмосферы. По мере того как таяние льдов опресняет Южный океан, изменения в океанической циркуляции могут привести к климатическим последствиям в Южном полушарии и за его пределами.

«За это стоит бороться», — сказала Бетан Дэвис (Bethan Davies,), гляциолог из Ньюкаслского университета в Великобритании, возглавлявшая это исследование. «Когда мы нагреваем планету более чем на 2 градуса Цельсия, мы видим реальный ущерб этой нетронутой окружающей среде, который также затронет людей, живущих в Европе и Северной Америке». Например, повышение уровня моря, связанное с отступлением антарктического льда, может усилить ущерб от штормов во всём мире.

Комплексный системный подход

Группа исследователей изучила, как взаимосвязанные компоненты — лёд, экосистемы, океан, атмосфера и экстремальные явления — реагируют на три общих социально-экономических сценария: низкий (1,8°C), средневысокий (3,6°C) и очень высокий (4,4°C) уровни потепления к 2100 году по сравнению с доиндустриальным уровнем.

В случае низкого уровня выбросов многие ледники и шельфовые ледники остаются в значительной степени нетронутыми, вклад в повышение уровня моря незначителен, а такие виды, как пингвины, сохраняют большую часть своей среды обитания. В сценарии с самым высоким уровнем выбросов произойдут масштабные изменения, которые будут необратимыми в масштабах человеческой жизни. Морской лёд может сократиться на 20%, обнажив более тёмные воды, поглощающие больше тепла и ускоряющие таяние ледников. Криль сместится на юг, что сократит запасы пищи для китов, пингвинов и тюленей, а это, в свою очередь, повлияет на рыболовную отрасль.

Антарктическая дикая природа и экосистемы уже сегодня находятся под давлением. Задокументированы случаи массовой гибели птенцов пингвинов, поскольку тающий морской лёд пропитывает их неводонепроницаемые перья, вызывая замерзание птиц. В то же время, потепление морей и изменение условий освещения изменяют запасы питательных веществ, влияя на фитопланктон, составляющий основу пищевой цепи. Оскар Шофилд (Oscar Schofield), биолог-океанограф из Университета Рутгерса, не участвовавший в этой работе, сказал, что изменения, прогнозируемые этим исследованием при средневысоком и очень высоком уровнях потепления, могут иметь далеко идущие последствия.

«Изменения затронут всё: от мельчайших микробов до китов и морских птиц», — сказал он. «Эти изменения имеют значительные последствия для экологии и биогеохимии этого региона».

Новые опасности для антарктической науки

Исследование также описывает, как потепление Антарктического полуострова создаёт новые проблемы для полевых работ. Антарктические базы и одежда разработаны таким образом, чтобы выдерживать холод, сильные ветры и снег. Увеличение количества дождей и других жидких осадков затруднит борьбу с таким диапазоном экстремальных условий, а обледенелые взлетно-посадочные полосы станут сложнее для посадки самолетов.

Таяние морского льда откроет новые судоходные маршруты, но также создаст опасность для антарктических групп, использующих устойчивый морской лёд для транспортировки грузов на исследовательские базы. Исследователи, которые пешком переходят по этим ледяным платформам к местам полевых работ, также подвергаются повышенному риску.

Потепление в Антарктиде облегчит туристическим компаниям доступ на полуостров. Рост туризма влечёт за собой больший риск загрязнения и появления чужеродных видов. Но, по словам Дэвис, вопрос туризма — сложный. «Контраргумент заключается в том, что люди, посещающие Антарктиду в качестве туристов, как правило, возвращаются в качестве сторонников», — сказала она.

Геополитический интерес к полуострову, вероятно, возрастёт, поскольку он может быть родиной полезных ископаемых, включая молибден, золото и серебро. Но коммерческая добыча запрещена Мадридским протоколом к ​​Договору об Антарктике.

Взгляд на пятый Международный полярный год

Эдвард Доддридж (Edward Doddridge,), физический океанограф из Института морских и антарктических исследований Университета Тасмании, не участвовавший в этом новом исследовании, сказал, что изменения, как наблюдаемые, так и прогнозируемые в этом исследовании, «вызывают глубокую озабоченность и должны побудить нас максимально ограничить потепление».

Доддридж считает, что исследование было бы более убедительным, если бы включало эволюцию выбросов, более соответствующую текущей политике, которая находилась бы где-то между низким и средневысоким уровнями, использованными в исследовании. Он также отметил, что представление изменений в Антарктиде относительно настоящего времени, а не доиндустриальной эпохи, скрывает существенные изменения, которые мы уже пережили.

Соавтор исследования Мартин Зигерт (Martin Siegert), полярный учёный из Университета Эксетера, надеется, что Пятый Международный полярный год в 2032–2033 гг. станет отправной точкой для подобных междисциплинарных исследований. «Антарктида по-прежнему остаётся континентом, во многих местах неисследованным. Но мы знаем достаточно, чтобы понимать, что всё меняется, и мы должны гораздо лучше понимать эту систему», — сказал он.

 

Ссылка: https://eos.org/articles/antarctic-peninsula-faces-starkly-different-futures-depending-on-decisions-made-today

 

Грунтовые воды являются центральным компонентом земной системы. Однако понимание того, как они динамически взаимосвязаны с атмосферой, гидросферой, криосферой, биосферой, геосферой и антропосферой, остаётся ограниченным. В стремлении понять динамику грунтовых вод в различных глобальных условиях авторы представляют GROW (глобальный интегрированный пакет GROundWater). Этот готовый к анализу, прошедший контроль качества набор данных объединяет временные ряды глубины залегания и уровня грунтовых вод из 55 стран, 91% из которых — Северная Америка, Индия, Европа и Австралия, с соответствующими переменными земной системы. Набор данных содержит более 200 000 временных рядов с ежедневным, ежемесячным или годовым временным разрешением, а также 36 временных рядов или статических атрибутов метеорологических, гидрологических, геофизических, растительных и связанных с антропогенной деятельностью переменных (например, осадки, плотность дренажной сети, тип породы, NDVI, землепользование). 34 параметра данных, касающиеся характеристик скважин (в частности, координат и страны), а также характеристик временных рядов (например, доля разрывов или автокорреляция), облегчают быструю фильтрацию данных. GROW обеспечивает основу для понимания крупномасштабных процессов в грунтовых водах в пространстве и времени, а также для калибровки и оценки моделей, имитирующих динамику грунтовых вод в земной системе.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-026-06966-1

 

Модели затопления являются основополагающими для различных инженерных задач проектирования, снижения рисков, а также принятия решений и реагирования в режиме реального времени. Эти модели развивались, в основном благодаря достижениям в области данных и вычислительных ресурсов. Несмотря на эти достижения, методы моделирования всё чаще расходятся по разным направлениям развития. Вместо параллельного роста, когда новые подходы дополняют и улучшают устоявшиеся, новые методы, такие как геоморфологические алгоритмы и алгоритмы машинного обучения, в некоторых случаях вытесняют или замедляют дальнейшее развитие надёжных, проверенных временем методологий. Эта тенденция к замене, а не к синергетической интеграции, может ограничивать возможности использования сильных сторон как устоявшихся, так и инновационных подходов. Авторы определяют «изолированность» как ситуацию, когда усилия по разработке развиваются вертикально и концентрируются в узких методологических рамках, потенциально упуская возможности интеграции различных парадигм моделирования. Это явление может возникать, когда методы выбираются на основе удобства, незнания параллельных направлений или популярных тенденций. Негативные последствия могут привести к применению определённых методов далеко за пределами их предполагаемой области применения и препятствовать прогрессу из-за недостаточного использования взаимодополняющих сильных сторон различных подходов к преодолению проблем. В данной статье сначала рассматриваются четыре категории современных методов моделирования наводнений — вычислительные, основанные на данных, наблюдательные и экспериментальные, а также концептуальные — наряду с их основными преимуществами и ограничениями, а затем приводятся примеры проблем методологической разобщённости. Затем авторы предлагают концепцию будущих исследований, подчёркивающую синергетическую интеграцию всех направлений моделирования, а не изолированное развитие. Они надеются стимулировать диалог между разработчиками моделей с краткосрочной целью конвергентных исследований и долгосрочной — интегрированной практики.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025RG000898