Представлена система данных с высоким разрешением (на уровне отдельных зданий) для США, объединяющая информацию о конструкциях, фундаментах, материалах ограждающих конструкций, типовых моделях (архетипах), коэффициентах «воплощённого» углерода, объёмах материалов и базовых показателях эксплуатационного энергопотребления; в качестве примера рассматривается город Индианаполис. Базовые характеристики взяты из Национального реестра строительных объектов (National Structure Inventory) и привязаны к конкретным зданиям; недостающие данные об ограждающих конструкциях добавлены путём сопоставления панорам Google Street View (с учётом углов обзора) и результатов сегментации спутниковых снимков. Здания сгруппированы по стандартизированному коду типа (конструкция – фундамент – стена – крыша); каждый тип связан с расчётным (площадью 1000 кв. футов) в программе Athena Impact Estimator для получения масштабируемых коэффициентов «воплощённого» воздействия и ведомостей расхода материалов. Оценка эксплуатационного энергопотребления выполнена путём согласования архетипов ResStock с данными авторов и присвоения показателей интенсивности энергопотребления (электроэнергия, газ, суммарный показатель) с использованием системы иерархического сопоставления и методов замещения на основе нескольких моделей (включая Bayesian Ridge, Random Forest, Extra Trees, LightGBM, XGBoost, SoftImpute и простые методы заполнения пропусков). Публикация включает сводную таблицу по городу и унифицированный словарь данных, а также рабочий процесс, разработанный с расчётом на масштабирование до общенационального уровня. Набор данных предназначен для поддержки создания цифровых двойников городов, моделирования строительного фонда, выбора объектов для модернизации и анализа политики с учётом как «воплощённого», так и эксплуатационного воздействия.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-026-08407-5

Методы глубокого обучения широко применяются для моделирования городских наводнений и управления рисками, связанными с ними. Хотя глубокое обучение обеспечивает аналитическую базу, именно уникальные характеристики самих типов (модальностей) исходных данных в значительной степени определяют эффективность моделей. В данной статье представлен обзор 289 исследований, опубликованных в период с 2016 по 2025 гг.; работы классифицированы по пяти типам данных на основе методов их получения, характеристик и процессов обработки: гидрогеопространственные физические данные, данные дистанционного зондирования, данные о восприятии людьми и социальном мониторинге (social sensing), акустические данные окружающей среды, а также методы кросс-модальной интеграции. Гидрогеопространственные физические данные и данные дистанционного зондирования преобладают в современных исследованиях благодаря своей стабильности, широкой доступности и высокой информационной насыщенности, в то время как данные о поведении людей и акустические данные используются недостаточно активно из-за их неоднородности, ограниченной доступности и трудоёмкости предварительной обработки. К числу основных проблем относятся потеря информации на этапе предварительной обработки, недостаточное согласование различных типов данных (кросс-модальное выравнивание), трудности при создании представлений, сочетающих статистическую корреляцию с физической обоснованностью, а также значительные региональные различия в данных. В конечном счёте, эти ограничения свидетельствуют о том, что в данной области по-прежнему доминируют модели, основанные исключительно на данных; для дальнейшего прогресса необходима интеграция методов статистического обучения с физическими механизмами, что позволит повысить надёжность моделей и их способность к обобщению.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/18/19/3426

Совместные экстремальные явления, сочетающие засуху и волну тепла (Compound drought and heat wave, CDHW), усиливают риски для здоровья населения, сельского хозяйства, энергетических систем и местных экономик, зачастую приводя к более тяжёлым последствиям, чем эти явления по отдельности. Актуальность этой проблемы наглядно продемонстрировали экстремальная жара и масштабная засуха на юге США в 2023 году, обнажившие сохраняющиеся социальные и инфраструктурные проблемы во многих регионах. В данном исследовании проводится картографирование случаев CDHW с учётом различных аспектов уязвимости на уровне округов — таких как социально-экономическое неблагополучие, зависимость от сельского хозяйства и уязвимость здоровья населения, — с целью выявления наиболее подверженных риску регионов США. Установлено, что воздействие CDHW распределено неравномерно: наибольшая нагрузка ложится на округа, характеризующиеся сочетанием социальных и инфраструктурных проблем. Например, округа с высоким уровнем бедности и значительной долей ветхого жилого фонда подвергаются воздействию CDHW в непропорционально высокой степени, что подчёркивает необходимость разработки стратегий адаптации, ориентированных на обеспечение социальной справедливости.

Частота и интенсивность совместных экстремальных явлений, сочетающих засуху и волну тепла, растут на территории континентальных штатов США, повышая риски для здоровья людей, экосистем, сельского хозяйства и систем производства энергии. Однако вопрос о том, как эти явления распределяются в социально-экономически уязвимых сообществах, на национальном уровне изучен недостаточно. В рамках данного исследования был разработан показатель CDHW, объединяющий еженедельные данные классификации засух (US Drought Monitor) с ежедневными данными об экстремальных температурах за период 2000–2021 гг., что позволило сопоставить случаи CDHW с социально-экономическими условиями на уровне округов. Анализ выявил значительные региональные различия: повышенная частота CDHW наблюдается на Юге, Юго-Востоке и Западе США. Регионы, сталкивающиеся с серьёзными социально-экономическими проблемами — такими как бедность, высокая занятость населения в сельском хозяйстве и уязвимость здоровья, — подвержены значительно более высоким рискам, связанным с CDHW. Более высокая пространственная концентрация случаев CDHW (на что указывают повышенные значения коэффициента Джини) наблюдается там, где пересекаются различные факторы социально-экономической уязвимости, например, в округах со значительной долей малоимущего населения и старым жилым фондом. Полученные результаты свидетельствуют о неравномерном распределении явлений CDHW среди социально уязвимых сообществ, что указывает на необходимость разработки адресных стратегий адаптации для снижения климатических рисков для наиболее уязвимых групп населения.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2607273123

Уплотнение городской застройки способствует компактному и устойчивому развитию, однако скрытые последствия этого процесса для доступа к солнечному свету в уже существующих районах изучены недостаточно. В данном исследовании проводится сравнительная оценка потерь зимнего солнечного света, вызванных уплотнением застройки, в исторических центрах 77 крупных городов Китая. Используя данные о трёхмерной структуре зданий, параметры движения Солнца для каждого города и методологию сравнения фактической ситуации с гипотетической (сценарий «что, если бы не было изменений»), авторы выделяют влияние реконструкции, проведённой после 1990 года, на сложившиеся районы. Результаты демонстрируют повсеместное сокращение инсоляции, значительный охват населения этим явлением, а также неравномерность последствий в зависимости от типа землепользования и конкретного города. Полученные данные позволяют рассматривать доступ к зимнему солнечному свету как измеримый показатель качества городской среды и социальной справедливости, что может служить основой для градостроительных решений и норм высотности, учитывающих вопросы естественного освещения.

Уплотнение городской застройки активно продвигается как способ повышения эффективности землепользования и сдерживания неконтролируемого разрастания городов, однако оно может приводить к сокращению доступа к солнечному свету в зимний период в исторических центрах — важном аспекте качества городской среды. Хотя известно, что трёхмерная (3D) структура города определяет условия инсоляции, большинство исследований посвящено текущим условиям, типичным формам застройки или проектным сценариям. Остаётся неясным, какой объём солнечного света был утрачен в результате недавней реконструкции, особенно в районах сложившейся застройки. В данной работе авторы количественно оценивают потери прямого солнечного света зимой, вызванные уплотнением застройки в исторических центрах 77 крупных городов материкового Китая. Были созданы карты доступа к прямому солнечному свету в день зимнего солнцестояния с пространственным разрешением 5 метров, используя данные о 3D-моделях зданий и параметры движения Солнца для каждого города; при этом фактическая застройка 2020 года сравнивалась с гипотетической моделью высотности зданий, существовавшей примерно в 1990 году. Гипотетическая модель учитывала эмпирические ограничения по высоте, характерные для каждого города, и была верифицирована на основе исторических данных о застройке конкретных кварталов. За три десятилетия уплотнение застройки привело к сокращению инсоляции в среднем на 36% территории исторических центров, при этом средняя продолжительность доступа к солнечному свету на затронутых участках снизилась с 5,37 до 3,75 часа. К 2020 году около 7% территории (603 км²) перешло из категории зон с достаточным уровнем инсоляции в категорию зон с недостаточным уровнем, а на 17,7% территории (1525 км²) продолжительность инсоляции опустилась ниже порогового значения в 2 часа. Средние потери составили от 1,08 до 2,46 часа; это затронуло примерно 16 миллионов жителей первых этажей, причём около 0,61 миллиона человек столкнулись со значительным сокращением продолжительности инсоляции — от 3 до 6 часов. Наиболее масштабные потери наблюдались в городах с изначально низкой продолжительностью инсоляции (особенно в городах второго эшелона), а также в населённых пунктах, расположенных в более высоких широтах. Полученные результаты создают масштабируемую основу для градостроительных преобразований и регулирования высотности застройки с учётом требований к инсоляции.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2624733123

Экстремальные ветры в приземном слое оказывают существенное влияние на общество, однако понимание физических механизмов их изменений под воздействием климатических факторов остаётся ограниченным. В данном исследовании систематически анализируется реакция экстремально сильных (igh-wind extreme, HWE) и экстремально слабых (low-wind extreme, LWE) ветров (на высоте 10 м) на климатические воздействия с использованием иерархии экспериментов, проведённых с помощью ряда моделей общей циркуляции атмосферы, участвовавших в проекте по взаимному сравнению моделей облачных обратных связей (Cloud Feedback Model Intercomparison Project, CFMIP). Авторы анализируют как идеализированные расчёты для «аквапланеты» (Aqua) — с поверхностью, полностью покрытой океаном, — так и более реалистичные расчёты взаимодействия суши и атмосферы (в рамках проекта Atmospheric Model Intercomparison Project, AMIP), чтобы выявить устойчивые реакции на климатические воздействия и определить источники структурной неопределённости. В расчётах для аквапланеты изменения LWE в тропиках демонстрируют значительный межмодельный разброс, который отчасти объясняется различиями в реакции моделей на системы низкого давления. Напротив, во внетропических широтах наблюдается устойчивое усиление HWE при потеплении поверхности, связанное с интенсификацией внетропических циклонов высоких широт. Расчёты AMIP подтверждают устойчивое усиление внетропических HWE. Более реалистичные граничные условия в экспериментах AMIP ограничивают вариативность результатов, снижая межмодельный разброс зонально усреднённых показателей в тропиках по сравнению с расчётами для аквапланеты. Сравнение экспериментов с равномерным потеплением на 4 К и потеплением с неоднородным пространственным распределением (patterned warming) показывает, что определяющую роль в крупномасштабной реакции экстремальных ветров играет общая величина потепления, а не конкретный пространственный рисунок температурных изменений. Тем не менее, региональные прогнозы изменений экстремальных ветров — особенно над сушей — остаются крайне неопределёнными из-за различий в формулировках моделей. Анализ отдельных случаев показывает, что существенные расхождения в оценках изменений HWE могут быть обусловлены фундаментальными различиями в том, как модели воспроизводят тип и сезонность погодных систем, вызывающих экстремальные ветры. Полученные результаты подчёркивают, что для снижения неопределённости региональных прогнозов ветрового режима необходимо уточнить физическое описание погодных систем в климатических моделях.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/39/20/JCLI-D-26-0148.1.xml

По мере ускорения изменения климата и продвижения Китая к целям достижения пика выбросов и углеродной нейтральности, городские поглотители углерода играют всё более важную роль в балансировке региональных углеродных бюджетов. На основе панельных данных за 2010–2023 гг. по китайским городам (уровня городского округа и выше) авторы разработали индекс устойчивости городских систем поглощения углерода, используя показатели динамики чистой первичной продукции после исключения тренда, и проанализировали влияние климатических рисков на этот индекс. Результаты показывают, что климатические риски существенно снижают устойчивость городских систем поглощения углерода — главным образом за счёт ослабления их сопротивляемости и долгосрочной стабильности, — тогда как влияние на скорость восстановления в краткосрочной перспективе статистически незначимо. Анализ механизмов выявил три пути, по которым климатические риски могут подрывать устойчивость: усиление загрязнения окружающей среды, сокращение инвестиций в экологическое управление и снижение обеспеченности городов зелёными насаждениями. Анализ неоднородности данных показал более выраженное негативное воздействие в городах восточных и западных регионов, северных городах, городах с крутым рельефом и высокой плотностью застройки, а также в городах, экономика которых зависит от добычи ресурсов. Напротив, в административных центрах провинций и городах центрального подчинения этот эффект оказался статистически незначимым, что, вероятно, объясняется более высоким потенциалом управления в этих городах. Кроме того, развитие цифровой экономики оказывает положительное влияние на характер взаимосвязи между климатическими рисками и устойчивостью систем поглощения углерода, в частности, способствуя восстановлению после внешних воздействий и повышая долгосрочную стабильность. Анализ пороговых значений выявил нелинейные изменения в динамике адаптации при росте климатических рисков: в условиях повышенного риска наблюдаются рост инерционности системы и замедление процессов восстановления после нарушений. Полученные результаты служат эмпирической основой для разработки дифференцированных стратегий и мер городской адаптации к изменению климата, направленных на укрепление экологической устойчивости.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-026-04299-x

По мере усиления изменений климата засухи в глобальном масштабе становятся всё более частыми и интенсивными, что делает оценку будущих тенденций их развития важной задачей для снижения риска бедствий и адаптации. В данном исследовании рассматриваются пространственно-временные характеристики глобальных засух за исторический период (1850–2014 гг.) и для четырёх сценариев в рамках концепции «Общих социально-экономических путей» (SSP) на период 2015–2100 гг. Использовался мультимодельный ансамбль оценок, включающий до шестнадцати моделей CMIP6, и четыре индекса засухи: стандартизированный индекс осадков и испаряемости (SPEI), индекс температурных условий (TCI), индекс интенсивности засухи (DSI) и стандартизированный индекс влажности почвы (SSMI). В рамках использованной системы моделирования CMIP6 и принятых формулировок индексов, показатели DSI и SSMI продемонстрировали бо́льшую временную согласованность при описании динамики засух по сравнению с SPEI-12 и TCI. Индекс DSI сильнее реагировал на изменения температуры и осадков, что указывает на его потенциальную полезность для характеристики кратковременных засушливых условий в умеренных и субтропических широтах. В свою очередь, SSMI реагирует на колебания влажности почвы и демонстрирует усиление пространственных тенденций к иссушению или увлажнению при сценариях с высокими уровнями выбросов. При сценариях с высокими выбросами площади, охваченные экстремальной засухой, быстро расширяются, тогда как сценарии с низкими выбросами замедляют этот процесс. Взаимодополняющая информация, получаемая с помощью DSI и SSMI, может способствовать лучшему пониманию прогнозируемых условий засушливости в рамках системы CMIP6, особенно для таких регионов, как южная часть Северной Америки, северная часть Южной Америки, Африка, восточная часть Австралии и южный Китай. Полученные результаты могут быть использованы при оценке засух на основе моделей, однако вопросы их применения для оперативного мониторинга требуют отдельного изучения.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/18/19/3403

Антарктический ледниковый щит является главным источником неопределённости в прогнозах повышения уровня моря; эта неопределённость обусловлена ​​различными факторами: от выбора сценариев выбросов и использования моделей общей циркуляции атмосферы и океана до описания динамики ледникового щита и физических процессов, определяющих уровень моря. В рамках проектов по взаимному сравнению моделей ледниковых щитов эти неопределённости — обычно относимые на счёт различий между моделями — возникают из-за выбора методов моделирования, способного смещать результаты ансамблей в сторону общепринятых подходов, независимо от их соответствия данным наблюдений. В данной работе авторы оценивают, как каждое отдельное физическое допущение влияет на итоговую неопределённость прогноза, используя систему эмуляции на основе методов машинного обучения; такой подход также позволяет выполнить байесовскую калибровку по данным спутниковых наблюдений для уменьшения систематической ошибки прогноза. Полученные результаты указывают на высокую вероятность (≥0,92) того, что потеря массы Антарктическим ледниковым щитом в XXI веке неизбежна даже при сценариях с радикальным сокращением выбросов. Более высокие объёмы выбросов приводят к значительной потере массы Антарктидой к 2100 году (вероятность ≥0,89), что непосредственно повышает риски для прибрежных районов в ближайшей перспективе. При сценариях с очень высокими объёмами выбросов были выявлены каскадные механизмы, способные привести к повышению уровня моря на величину до 25,4 см к 2100 году (95-й перцентиль; медиана — 15,7 см) при сохранении согласованности с данными спутниковых наблюдений. Эффективное управление этими рисками для густонаселённых прибрежных районов требует быстрого сокращения выбросов, а также более строгих критериев при выборе климатических моделей, законов скольжения льда и параметров таяния шельфовых ледников.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-026-02102-1

Для оценки коэффициентов усиления (отношения скоростей потепления или похолодания в слоях атмосферы к скорости изменений у поверхности) используются отношения линейных трендов. Этот показатель информативен, поскольку отражает фундаментальную характеристику физики модели. Ранее в контексте избыточного потепления тропической тропосферы уже отмечалось завышение коэффициентов усиления в низких широтах в моделях CMIP5. Определение статистической значимости различий в коэффициентах усиления представляет собой непростую задачу. Фогельсанг и Наваз (Vogelsang and Nawaz) разработали метод построения доверительных интервалов для отношения двух трендов, устойчивый к произвольным формам автокорреляции, а Фогельсанг (Vogelsang) обобщил этот подход для многомерного случая. Авторы применили данный метод к архиву моделей CMIP6, чтобы проверить, значимо ли отличаются коэффициенты усиления, полученные в ходе ретроспективного моделирования (хиндкастов) за период 1958–2024 гг., от наблюдаемых в тропиках значений. Результаты показывают, что модели CMIP6 по-прежнему завышают коэффициент усиления потепления по вертикали в слое 850–100 гПа. В нижней стратосфере наблюдается лучшее соответствие отношений трендов. Обсуждаются возможные причины этого расхождения, включая потенциально завышенные темпы увлажнения при потеплении верхних слоёв атмосферы в моделях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-026-73624-2

В статье представлен комплексный метод использования спектральных индексов для оценки деградации почв на основе данных дистанционного зондирования Земли со спутника Sentinel-2. В отличие от подходов, опирающихся на отдельные индексы, данный метод объединяет показатели состояния растительности, влажности, теплового режима и засоления, что повышает точность картографирования засоленных и деградированных земель и минимизирует ошибки, вызванные вариациями природных условий. Применение метода в Ташкентской области Узбекистана (41,1465° с.ш., 69,3009° в.д.) показало, что на категории «чрезвычайно высокая» и «высокая» степень деградации приходится 3,29% и 8,28% пикселей соответственно, на категории «средняя» и «низкая» — 9,4% и 9,52%, тогда как остальные 69,51% относятся к другим категориям (классам) земельного покрова; это подтверждает концентрацию очагов деградации в низинных районах. Сравнение с данными 2020 года выявило заметный рост доли критической деградации (увеличение с 10,46% до 11,57%), при этом доля категории «чрезвычайно высокая» возросла с 2,80% до 3,29%, что свидетельствует о переходе к более тяжёлым условиям и согласуется с официальной региональной статистикой засоления. Анализ метеорологических данных (2013–2025 гг.) обнаружил обратную зависимость между температурой и количеством осадков, подтвердив климатическую природу процесса засоления; были выделены четыре стадии засоления — латентная, прогрессирующая, сильная и полная деградация, а для снижения размерности данных применен метод главных компонент (PCA). Полученные результаты коррелируют с расширением площади орошаемых земель в Узбекистане с 3,5 до 8,5 млн гектаров и сопутствующим повышением уровня грунтовых вод. Таким образом, данный метод не является окончательным инструментом для оконтуривания деградированных земель, а представляет собой способ быстрой и недорогой предварительной оценки перед проведением полевых работ: он позволяет выделить потенциально деградированные участки для приоритетного наземного обследования, дополняя официальные изыскания и государственную статистику, а не заменяя их. Этот метод применим в сельском хозяйстве, земельном кадастре и экологическом мониторинге в качестве вспомогательного инструмента для адаптации к изменению климата и управления водными ресурсами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-026-71433-1