Многолетние засухи могут оказывать серьёзное влияние на экосистемы, сельское хозяйство, водные ресурсы, экономику, людей и общества. Авторы изучают статистические свойства многолетних засух, состоящих из непрерывных последовательностей лет, в которых годовое количество осадков падает ниже заданного порогового значения. Изучается статистика с включением доли лет, которые являются частью засух продолжительностью ≥ n лет, доли засух, имеющих продолжительность ≥ n лет, а также длительности и числа засух продолжительностью ≥ n лет, в тридцати восьми 200-летних расчётах глобальных климатических моделей из проекта CMIP6 в условиях доиндустриального контроля. Также выведены формулы, аппроксимирующие среднее значение этих и других статистических данных с использованием простых стохастических моделей. Полученные теоретические значения достаточно хорошо согласуются с их аналогами в мультимодельной средней климатической модели по всему миру. Региональные контрасты в значении статистики для многолетних засух, состоящих из непрерывных последовательностей лет с осадками ниже среднего, можно в значительной степени объяснить пространственными вариациями в процентиле среднего. Соответствующие формулы, учитывающие ненулевую временную автокорреляцию, как правило, несколько лучше согласуются со значениями мультимодельной средней. Статистика многолетних засух оценивается с использованием данных наблюдений и сравнивается с теоретическими и климатическими модельными оценками. Формулы, включающие ненулевую автокорреляцию, обеспечивают лучшую оценку наблюдаемых значений, чем значения мультимодельной средней или формулы, полученные с предположением нулевой автокорреляции.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07632-9

Климатические рекорды побивались с тревожной регулярностью в последние годы, но события 2023– 2024 годов были исключительными даже с учётом последних климатических тенденций. Здесь авторы количественно оценивают эти события по нескольким переменным и показывают, как избыточное накопление энергии в земной системе привело к исключительным условиям. Ключевыми факторами были положительный десятилетний тренд энергетического дисбаланса Земли (Earth’s Energy Imbalance, EEI), устойчивые условия Ла-Нинья, начавшиеся в 2020 году, и переход к Эль-Ниньо в 2023 году. В период с 2022 по 2023 гг. нагрев, обусловленный EEI, был более чем на 75% выше, чем во время начала аналогичных недавних предыдущих событий Эль-Ниньо. Далее было показано, как региональные процессы сформировали различные закономерности рекордных температур поверхности моря в отдельных океанических бассейнах. По утверждению авторов, если недавняя тенденция в EEI сохранится, естественные колебания, такие как циклы Эль-Ниньо-Южного Колебания, будут всё чаще приводить к усилению рекордных последствий, а 2023–2024 годы станут предвестниками будущих экстремальных климатических явлений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-00996-z

Минеральная пыль существенно влияет на нисходящие и восходящие коротковолновые и длинноволновые радиационные потоки, и изменения в концентрации пыли могут, таким образом, изменить энергетический баланс Земли. В этом исследовании анализируется эффективное радиационное воздействие пыли (DuERF) в девяти моделях земной системы CMIP6 с использованием эксперимента piClim-2xdust из AerChemMIP. Эксперимент piClim-2xdust использует глобальный коэффициент настройки выбросов пыли для удвоения потока выбросов. DuERF разбивается на вклады от взаимодействий «пыль-излучение» (прямое DuERF) и «пыль-облако» (облачное DuERF). Суммарное прямое DuERF варьируется от −0,56 до 0,05 Вт·м⁻². Модели с более низким (более высоким) поглощением пыли и меньшей (большей) долей крупной пыли показывают наиболее отрицательное (положительное) прямое DuERF. DuERF облака положительно в оценках большинства моделей и находится в диапазоне от −0,02 до 0,2 Вт·м⁻², однако они различаются по вкладу в длинноволновый и коротковолновый потоки. В частности, NorESM2-LM показывает положительное DuERF облака длинноволнового потока, которое объясняется влиянием пыли на перистые облака. Эффективность воздействия пыли различается в десять раз между модельными оценками, что указывает на то, что неопределённость в DuERF, вероятно, недооценена в AerChemMIP. Существует последовательная быстрая реакция осадков, связанная с пылью, уменьшающей атмосферное радиационное охлаждение. Модели с сильно поглощающей пылью показывают сокращение количества осадков, что можно объяснить уменьшением атмосферного радиационного охлаждения при ясном небе (до 3,2 мм/год). В NorESM2-LM уменьшение коррелирует с атмосферным радиационным охлаждением облачного неба из- за увеличения количества перистых облаков (до 5,6 мм/год). В совокупности это говорит о том, что вызванная пылью быстрая реакция осадков значительна и сопоставима с реакцией антропогенного чёрного углерода.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-1030/

Точный учёт выбросов и стоков парниковых газов имеет решающее значение для отслеживания прогресса в направлении смягчения антропогенного воздействия на климат и для мониторинга потенциальных ответных реакций на изменения климата. Бюджетирование и отчётность по парниковым газам могут следовать либо методологиям Межправительственной группы экспертов по изменению климата для отчётности о национальном кадастре парниковых газов (National Greenhouse Gas Inventory, NGHGI), либо использовать атмосферные инверсии «сверху вниз» или подходы «снизу вверх» на основе процессов. Чтобы помочь понять и согласовать эти подходы, было организовано Второе региональное исследование оценки и процессов углеродного цикла (Second REgional Carbon Cycle Assessment and Processes, RECCAP2) для количественной оценки выбросов и абсорбции парниковых газов (диоксида углерода (CO₂), метана (CH₄) и закиси азота (N₂O)) для десяти регионов суши и пяти океанов за 2010–2019 гг. Здесь представлены результаты для североамериканского региона суши (Канада, США, Мексика, Центральная Америка и Карибский бассейн). За 2010–2019 гг. NGHGI сообщил об общих суммарных выбросах парниковых газов в размере 7270 ТгCO -экв. год⁻¹² по сравнению с оценками в подходе «сверху вниз» в размере 6132 ± 1846 ТгCO₂-экв. год⁻¹ и оценками в подходе «снизу вверх» в размере 9060 ± 898 ТгCO₂-экв. год⁻¹. Согласование различий между подходами NGHGI, «сверху вниз» и «снизу вверх» зависело от (a) учёта латеральных потоков CO₂ вдоль континуума «суша-океан-вода» и торговли, (б) корректировки выбросов CO₂ от землепользования с учётом потери дополнительной ёмкости стока, (в) избежания двойного учёта выбросов CH₄ во внутренних водах и (г) корректировки оценок площади для соответствия определению NGHGI прокси- сервера управляемых земель. Неопределённости остаются из-за неучёта CO₂ во внутренних водах, преобразования азотных удобрений в N₂O и из-за менее частой отчётности NGHGI от стран, не включённых в Приложение 1 Структура RECCAP2 играет ключевую роль в согласовании независимых методологий отчётности по парниковым газам для поддержки политических обязательств, одновременно предоставляя информацию о биогеохимических процессах и мерах реагирования на изменение климата.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GB008310

Изменения климата ХХ века демонстрируют, помимо вековой тенденции глобального потепления, мультидесятилетнюю изменчивость с глобально согласованными структурами. Выявление и атрибуция таких структур требует объединения данных современных реанализов атмосферных и океанических наблюдений с оценками реакции климата на переменные воздействия на основе ансамблевых оценок климата ХХ века с помощью современных глобальных сопряжённых моделей. Эта публикация является первой частью серии статей, в которых идентичная последовательность методов распознавания образов применяется к ансамблю из 38 моделей исторических расчётов в рамках фаз 5 и 6 проекта сравнения сопряжённых моделей (CMIP5/6) и к двум наборам данных реанализа ХХ века для краткого описания их глобальной мультидесятилетней изменчивости. Основное внимание здесь уделяется характеристике глобально распределённого вынужденного отклика в приповерхностной температуре воздуха и давлении на уровне моря с использованием комбинации фильтрации шаблона максимизации сигнала к шуму (S/NP) и перемасштабирования на основе линейной регрессии. Особый новый аспект этой работы заключается в изоляции структур вынужденного отклика, общих для всего модельного ансамбля, по сравнению с остаточными откликами отдельных моделей, тем самым закладывается основа для изучения того, могут ли последние отклики служить жизнеспособным объяснением наблюдаемых мультидесятилетних климатических удалённых связей. Общий вынужденный отклик моделей CMIP5/6 доминирует над двумя модами S/NP, амплитуды которых различаются от модели к модели. S/NP-1 описывает полярное и усиленное сушей глобальное потепление с более медленной скоростью потепления до середины 60-х годов и более быстрым потеплением после. Компонент S/NP-2 характеризуется выраженной мультидесятилетней изменчивостью без особой тенденции в масштабе столетия и демонстрирует антисимметричный температурный отклик между полушариями. Сигнатура давления на уровне моря двух режимов связана с нисходящим трендом над Южным океаном и Антарктидой после середины 60-х годов и намного слабее, чем внутренняя изменчивость фона давления на уровне моря в других местах. Модели CMIP, которые имеют большой вклад от S/NP-1 и небольшой от S/NP-2 в их вынужденный отклик, как правило, демонстрируют большой глобальный средний тренд приповерхностной температуры воздуха ХХ века и наоборот. Остаточные вынужденные отклики отдельных моделей, необъяснённые S/NP 1 и 2, действительно демонстрируют мультидесятилетние вариации с появлением удалённых связей, хотя и с гораздо меньшей амплитудой, чем наблюдаемые глобально связанные отклонения климата от оцененных моделью вынужденных трендов.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/8/JCLI-D-24-0456.1.xml

Распространённость насекомых-вредителей, которые повреждают сельскохозяйственные культуры и снижают их урожайность, растёт во всём мире из-за изменений климата и землепользования, что создаёт угрозу продовольственной безопасности. В этом обзоре обобщены данные о том, как тропические, умеренные, мигрирующие и почвенные вредители сельскохозяйственных культур реагируют на изменения климата, землепользования и сельскохозяйственных методов. В целом, вредители сельскохозяйственных культур реагируют на потепление расширением географических ареалов, более выраженными фенологическими явлениями и увеличением числа репродуктивных поколений в год. Прогнозируется, что увеличение ущерба от вредителей при потеплении на 2°C усугубит потери урожайности на 46%, 19% и 31% для пшеницы, риса и кукурузы соответственно. Вредители в средних и высоких широтах реагируют на потепление более позитивно, чем в тропиках. Умеренная засуха может увеличить ущерб от вредителей сельскохозяйственным культурам из-за усиления питания растениями как источником воды и снижения устойчивости растений и естественных врагов вредителей. Увеличение количества осадков уменьшает количество мелких вредителей, смывая их, но благоприятствует вредителям в целом, смягчая термогидрострессы. Изменение землепользования, такое как вырубка лесов и перевод в пахотные земли, усиливает потепление и сокращает биоразнообразие, что приводит к увеличению ущерба урожаю. Интенсификация сельского хозяйства, в частности, внесение удобрений и орошение, повышает качество и количество растений- хозяев и защищает вредителей от экстремальных условий окружающей среды, способствуя их распространению. Глобализация торговых сетей увеличивает вторжения вредителей, а связанный с этим ущерб превысил 423 млрд долларов США в 2019 году. Будущие исследования должны изучить механизмы, лежащие в основе изменений статуса вредителей, и разработать системы мониторинга и прогнозирования для информирования подходов к управлению.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-025-00652-3

В последние десятилетия поверхностное потепление Арктики достигло своего максимума (минимума) в холодное время года (летом) из-за увеличения выделения (формирования) сезонного накопления тепла океаном (СНТО). Данные реанализа показывают, что увеличение таяния наземного льда доминирует над летним поверхностным потеплением Арктики. Отсутствие таяния наземного льда снижает поверхностное потепление Арктики в моделировании проекта CMIP6. Образование/выделение СНТО в Арктике в основном происходит в верхнем слое океана. Дополнительный выброс СНТО завершается в основном за счёт усиления вертикальной диффузии и доминирует в поверхностном потеплении Арктики в холодное время года. Хотя причиной выделения СНТО является то, что приземный воздух становится холоднее морской поверхности, морской лёд демонстрирует высокий коэффициент корреляции с поверхностным потеплением Арктики в холодное время года, поскольку выделение СНТО увеличивается за счёт усиления вертикальной диффузии и теплообмена между воздухом и морем. В исторических расчётах CMIP6 вертикальная диффузия и глубина перемешанного слоя (ГПС) значительно различаются, хотя ГПС и СНТО сильно коррелируют в большинстве членов CMIP6. Более высокая ГПС в холодное время года предполагает больший дополнительный выброс СНТО и более тёплую арктическую поверхность, что, в свою очередь, приводит к более тёплой весенней арктической поверхности и большему таянию морского льда в следующем году. В результате более глубокая ГПС более чувствительна к изменению климата и приводит к завышенным оценкам будущего климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-96214-0

Каспийское море - крупнейший в мире замкнутый водоём, который является средой обитания для сотен эндемичных и мигрирующих видов, а также обеспечивает экосистемные услуги, поддерживающие миллионы людей. Прогнозируется, что глобальное потепление приведёт к снижению уровня воды до 21 м к 2100 году. Используя геопространственный анализ, авторы оценили влияние снижения уровня моря на среду обитания, охраняемые территории и инфраструктуру. Было показано, что снижение уровня воды всего на 5–10 м критически нарушит ключевые экосистемы (включая среду обитания эндемичных каспийских тюленей и осетровых), сократит существующую площадь охраняемых морских территорий до 94% и сделает гражданскую и промышленную инфраструктуры стоимостью миллиарды долларов устаревшими. Рекомендуется заменить традиционное статическое планирование охраны природы на упреждающий, динамичный подход, позволяющий охраняемым территориям отслеживать меняющиеся экосистемы, чтобы помочь эндемичному биоразнообразию Каспийского моря адаптироваться к этим изменениям и избежать конфликтов с усилиями по смягчению последствий, направленными на защиту деятельности человека.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02212-5

Модели машинного обучения и искусственного интеллекта стали популярными для прогнозирования изменения климата. Лесные регионы Калифорнии и Западной Австралии всё чаще сталкиваются с интенсивными лесными пожарами, в то время как другие части мира - с различными проблемами, связанными с климатом. Для решения этих проблем были разработаны модели машинного обучения и искусственного интеллекта для прогнозирования рисков лесных пожаров и поддержки стратегий смягчения последствий. Это исследование сосредоточено на разработке моделей прогнозирования лесных пожаров с использованием алгоритмов классификации одного класса. К ним относятся машина опорных векторов, изоляционный лес, автокодировщик, вариационный автокодировщик, глубокое описание опорных векторов и обнаружение аномалий с помощью состязательного обучения. Модели были протестированы с помощью пятикратной перекрёстной проверки для минимизации смещения при выборе обучающих и тестовых данных. Результаты показали, что эти модели машинного обучения с одним классом превзошли модели машинного обучения с двумя классами, основанные на тех же наземных данных, достигнув среднего уровня точности от 90% до 99%. Кроме того, авторы использовали значения Шепли для определения наиболее значимых особенностей, влияющих на модели прогнозирования лесных пожаров, что внесло новый взгляд на исследования прогнозирования лесных пожаров. При анализе моделей, обученных на наборе данных Калифорнии, критическими факторами оказались сезонные максимальные и средние температуры точки росы. Эти идеи могут значительно улучшить стратегии смягчения последствий лесных пожаров. Кроме того, авторы сделали эти модели доступными и удобными для пользователя, задействовав их через REST API с использованием Python Flask 1.1.2 и разработав веб-инструмент.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/4/441

Продукты глобальных аномалий запасов воды на суше из эксперимента по гравитационному восстановлению и климату (Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE) и его последующей миссии (GRACE/FO) имеют задержку около трёх месяцев, что значительно ограничивает их оперативное использование в управлении водными ресурсами и мониторинге засух. Для решения этой проблемы авторы разработали байесовскую свёрточную нейронную сеть для прогнозирования полей аномалий запасов воды на суше с оценками неопределённости в течение периода задержки. Результаты показывают, что байесовская свёрточная нейронная сеть обеспечивает оценки аномалий запасов воды на суше в режиме, близком к реальному времени, которые хорошо соответствуют наблюдениям GRACE/FO, со средними коэффициентами корреляции 0,92–0,95, эффективностью Нэша-Сатклиффа 0,81–0,89 и среднеквадратичной ошибкой 1,79–2,26 см для прогнозов на один-три месяца вперёд. Что ещё более важно, модель улучшает глобальный гидрологический мониторинг засух, позволяя их обнаруживать за три месяца до появления данных GRACE/FO, со средними несоответствиями характеристик ниже 16,4%. Этот прорыв в возможностях раннего оповещения устраняет фундаментальное ограничение спутникового гидрологического мониторинга и даёт управляющим водными ресурсами критически важное время для внедрения стратегий смягчения последствий засухи.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL112677