Моделирование климата и ледового покрова в сочетании с другими методами всё ещё находится на стадии развития, и процессы обратной связи между ледовыми покровами и климатом до сих пор полностью не изучены. В данной работе авторы используют моделирование в сочетании с другими методами для исследования удалённых связей между ледовыми покровами Северного полушария и Антарктическим ледовым покровом без прямого воздействия пресной воды. Было показано, что удаление ледяной массы в Северном полушарии может изменить эволюцию Антарктического ледового покрова посредством ряда обратных связей. Изменения свойств поверхности и орографические эффекты способствуют нагреву недавно освободившихся от ледника районов и Северной Атлантики на средней глубине. Более тёплые водные массы распространяются в Южный океан, где внутренние колебания периодически доставляют их к побережью Антарктиды. Эти повторяющиеся вторжения тёплой воды дестабилизируют шельфовый ледник Росса, в конечном итоге вызывая неуправляемое отступление Западно-Антарктического ледового покрова. Эти результаты подчёркивают важность совместного двухполушарного моделирования климата и ледяных щитов для выявления глобальных удалённых связей между ледяными щитами и климатом.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL118959

Метан — мощный парниковый газ с более коротким временем жизни, чем у углекислого газа, что делает его важной целью для краткосрочных мер по борьбе с изменением климата. Глобальное соглашение по метану (Global Methane Pledge, GMP) направлено на сокращение антропогенных выбросов метана на 30% к 2030 году по сравнению с уровнем 2020 года. Используя модель земной системы с интерактивными источниками и стоками CH₄, авторы оценивают влияние Соглашения до 2050 года. Результаты показывают, что текущие обязательства GMP обеспечивают лишь 10%-ное сокращение к 2030 году — значительно ниже целевого показателя. Только максимально технически осуществимый путь сокращения (maximum technically feasible reduction, MTFR) может достичь цели в 30%. К 2050 году текущие обязательства GMP снижают концентрацию метана на 3% по сравнению с 2025 годом, в то время как MTFR обеспечивает 8%. Оба сценария несколько замедляют потепление, предотвращая повышение глобальной температуры примерно на 0,1°C, при этом наибольшую выгоду получит Арктика (снижение потепления до 2°C). Без более широкого участия Глобальное обязательство по сокращению выбросов метана с нынешними подписантами не достигнет своих целей и задач Парижского соглашения.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL118967

Лесные пожары представляют собой разрушительную глобальную природную опасность, имеющую глубокие экологические, экономические и социальные последствия. Точное прогнозирование поведения пожара имеет первостепенное значение, однако современные модели, такие как WRF-Fire, часто игнорируют критически важные метеорологические обратные связи, вызванные аэрозолями, выделяемыми при пожарах. Для решения этой проблемы в данном исследовании разработана новая модель, которая интегрирует WRF-Chem с WRF-Fire для систематической количественной оценки того, как взаимодействие дыма и излучения влияет на приземную метеорологию и последующее поведение пожара. С помощью серии экспериментов по чувствительности авторы демонстрируют, что выбросы от пожаров запускают сложную, зависящую от времени петлю обратной связи. Первоначально аэрозоли подавляют приземные ветры и снижают температуру в проведённых расчётах, что приводит к замедлению скорости распространения и ограничению площади выгоревшей территории. Однако, по мере продолжения пожара, накопленные выбросы коренным образом изменяют местную атмосферу, усиливая поле ветра за счёт циркуляции, вызванной пожаром. Это приводит к резкому изменению ситуации: сценарий «С пожаром» впоследствии демонстрирует наиболее быстрое распространение фронта огня. Анализ показывает, что основным фактором этих метеорологических возмущений является интегрированный радиационный эффект всех аэрозолей, а не вклад какого-либо отдельного вида, такого как чёрный углерод или органический углерод. В этой работе делается вывод, что учёт этих динамических, изменяющихся во времени взаимосвязей между аэрозолями, метеорологией и пожаром является не просто усовершенствованием, а крайне необходимым условием для повышения точности прогнозирования моделями лесных пожаров, особенно для экстремальных событий, что позволит разработать более эффективные стратегии смягчения изменений климата и реагирования.

Ссылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231026000014

Точная оценка потоков CO₂ остаётся сложной задачей из-за ограниченного количества высококачественных данных и неточностей в атмосферных транспортно-химических моделях (АТХМ). Хотя спутниковые наблюдения за общим содержанием CO₂ (XCO₂) улучшили глобальное покрытие данных, интеграция наблюдений CO₂ с нескольких платформ и согласованные методологии ещё не полностью разработаны для оценки модельных результатов на разных высотах. Здесь авторы использовали модель MIROC4-АТХМ, наземные и авиационные наблюдения (проекты ATom, Amazon и CONTRAIL — рассматриваемые как эталонные данные), а также данные XCO₂ с орбитальной углеродной обсерватории-2 (OCO-2) за 2015–2021 гг. Профили MIROC4-АТХМ и ATom показывают средние различия −0,1 ± 0,48 и 0,01 ± 0,3 млн^-1 над сушей и океаном соответственно (p < 0,05), а для образцов OCO-2 XCO₂, отобранных в местах расположения профилей ATom, эти различия составляют −0,34 ± 1,07 и −0,2 ± 0,51 млн^-1. Анализ по высоте показывает, что различия в концентрации CO₂ сосредоточены в нижней тропосфере (0–2 км), где моделирование сильно зависит от поверхностных потоков. В Амазонии инверсия MIROC4-АТХМ не включает в себя пункты наблюдения за CO₂ и ограниченное вертикальное покрытие профилей самолётов непосредственно над лесным пологом (∼0,15 км) до 4,4 км, что приводит к плохому соответствию АТХМ – OCO-2 (−0,88 ± 1,02 млн^-1) и АТХМ – самолётов (−0,105 ± 2,58 млн^-1), главным образом из-за нижней тропосферы. Над аэропортами в азиатских мегаполисах (т.е., очагах выбросов) модель показывает большее расхождение с CONTRAIL (−1,06 ± 0,58 млн-¹), чем с OCO-2 (−0,15 ± 0,53 млн^-1). Большая разница между АТХМ и CONTRAIL отражает низкое разрешение АТХМ (приблизительно 2,8° × 2,8°), что ограничивает её способность определять выбросы ископаемого топлива в городах меньшего масштаба, в то время как меньшая разница между АТХМ и OCO-2, вероятно, также является результатом ограниченной чувствительности OCO-2 ниже пограничного слоя.

Ссылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231025007290

Рассматривается отдельная роль выбросов и климата в будущей эволюции высоких уровней концентрации озона в Европе в рамках моделирования атмосферы с использованием модели UKESM1 (United Kingdom Earth System Model version 1). В модель включены исторический сценарий (заканчивающийся в 2014 году), базовый сценарий ssp370SST (2014–2099 гг.) – с устойчивым увеличением приземной температуры, численности населения планеты и концентрации метана в атмосфере – и несколько его вариаций. Для этого авторы выявили локальные экстремальные значения концентрации озона, объединили их в крупные эпизоды (пространственно-временные агрегаты с минимальной продолжительностью три дня) и рассчитали размеры эпизодов как суммарную площадь, занимаемую ими на протяжении всего жизненного цикла. Несмотря на снижение выбросов предшественников на большей части Европы в рамках сценария ssp370SST, число локальных экстремальных значений и размеры эпизодов концентрации озона будут увеличиваться на континенте в течение XXI века из-за резкого роста уровня метана. Юго-Восток Европы и Турция могут столкнуться с ещё большим увеличением выбросов из-за их регионального роста. Стратегии смягчения изменений климата, направленные на сокращение выбросов региональных предшественников, глобального метана и, что более важно, их сочетания, эффективно снизят загрязнение озоном ниже нынешних значений. С другой стороны, глобальное потепление усиливает биогенные выбросы, уменьшает потоки сухого осаждения и повышает влажность атмосферы. В целом, это приводит к умеренному увеличению частоты локальных экстремальных значений концентрации озона, но с некоторыми заметными региональными различиями и незначительным влиянием на масштабы эпизодов концентрации озона в среднем по всему континенту. Более того, по мере того, как будущие эпизоды концентрации озона будут становиться всё более частыми в соответствии со сценарием ssp370SST, ожидается, что связанные с ними аномалии циркуляции в будущем ослабнут.

Ссылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231026000038

Широко распространённое таяние многолетней мерзлоты, о чём свидетельствует утолщение активного слоя почвы, который подвергается сезонным циклам замерзания-оттаивания над многолетней мерзлотой, имеет важное значение для термических, гидрологических и экологических процессов арктическо-бореальных экосистем. Однако то, как биофизические и экологические обратные связи, вызванные таянием, изменяют арктическо-бореальные пожарные режимы, остаётся малоизученным. В данной работе авторы количественно оценивают эти обратные связи, интегрируя долгосрочные наблюдения за толщиной активного слоя почвы (1997–2018 гг.) с моделью причинно-следственного анализа и пространственно-временным подходом. Показано, что утолщение активного слоя почвы может усиливать летние пожарные режимы в арктическо-бореальном регионе, что приводит к интенсификации пожароопасных погодных условий, увеличению площади выгоревших территорий и увеличению выбросов от пожаров. Усиление пожаров было вызвано снижением поверхностного альбедо и влажности почвы вследствие оттаивания, что усугубляет летнее потепление и засушливость атмосферы, а также приводит к усиленному росту растительности и высыханию органического вещества почвы. Эти каскадные обратные связи могут создать положительную петлю обратной связи «пожар – климат», при которой увеличение числа пожаров ускоряет высвобождение углерода из растительности и почвы, ещё больше дестабилизируя северные экосистемы. Представленные результаты подчёркивают потенциальное усиление рисков пожаров и изменения климата, вызванное оттаиванием многолетней мерзлоты, и указывают на острую необходимость немедленных климатических мер для смягчения антропогенного изменения климата и усугубляющегося воздействия лесных пожаров и деградации многолетней мерзлоты.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-025-01894-y

Надёжная количественная оценка компонентов глобального круговорота воды, таких как речной сток и испарение с суши, остаётся серьёзной проблемой. В данной работе авторы уточняют оценки глобального распределения воды, объединяя результаты нескольких моделей земной системы с наблюдениями за речным стоком из 50 крупных бассейнов, применяя подход с использованием возникающих ограничений. В период с 1980 по 2014 гг. глобальный речной сток составил (39,1 ± 5,4) × 10³ км³ год⁻¹, а отношение речного стока к осадкам — 0,35 ± 0,03, что ниже предыдущих оценок. Испарение с суши достигло (73,4 ± 6,2) × 10³ км³ год⁻¹. В условиях изменения климата авторы прогнозируют увеличение глобального речного стока на 7,8 ± 5,5 мм в год на каждый градус потепления. Эта оценка, уточнённая с помощью метода возникающих ограничений, на 9,3% ниже среднего значения ансамбля моделей земной системы и снижает межмодельную неопределённость на 66%. Интегрируя данные наблюдений за речным стоком, авторы получили более точные исторические оценки и уточнили будущие прогнозы компонентов глобального круговорота воды.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-025-01897-9

Экстремальные явления, связанные с высокой влажностью и жарой, изучаются реже, но не менее важны, чем экстремальные явления, связанные с сухой жарой.

Волны тепла становятся обычным явлением, как и высокая влажность, которая может создавать нагрузку на электросети, наносить ущерб экономике и угрожать здоровью человека. Однако глобальная распространённость рекордных периодов повышенной влажности, некоторые из которых приближаются к физиологическому пределу того, что человек может безопасно выдержать, и все из которых выходят за рамки местных ожиданий и адаптации, не получила широкого изучения.

Чтобы исправить это упущение, Раймонд и др. (Raymond et al.) использовали данные из Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ERA5) и нескольких других источников, чтобы определить наиболее интенсивную влажную жару, которая наблюдалась в последние годы по всему миру. Затем они использовали несколько климатических моделей, чтобы оценить, где в будущем наиболее вероятно возникновение случаев ещё более сильной влажной жары.

Было обнаружено, что по сравнению с местным климатом влажная жара может быть наиболее экстремальной на Ближнем Востоке и в Северной Африке, а тропические регионы занимают второе место. В этих регионах температура влажного термометра (показатель влажности воздуха) может достигать 4–5 стандартных отклонений выше среднего значения для тёплого сезона. Ближний Восток и Северная Африка также входят в число регионов, где наблюдаются самые продолжительные периоды влажной жары, иногда длящиеся 20 и более дней.

Исследователи установили, что оценки общей вероятности влажной жары очень чувствительны к нескольким чрезвычайно жарким и влажным дням. Во многих местах исключение одного выброса привело к тому, что статистические модели предсказали в пять раз меньше жарких и влажных дней в будущем. Этот вывод подчёркивает необходимость точных данных наблюдений, пишут исследователи.

Влажная жара особенно опасна, когда она приходит кратковременно, предоставляя регионам лишь незначительное облегчение на длительные периоды. В тропиках три четверти дней, когда температура влажного термометра входила в верхние 5%, приходились всего на четверть лет, включённых в исследование. Вероятно, это в значительной степени связано с тем, что Эль-Ниньо повышает как температуру атмосферы, так и уровень влажности, поэтому рекордные дни в тропиках, как правило, приходятся на годы, когда этот погодный феномен активен.

Исследователи отмечают, что 2023 год стал рекордным по уровню влажной жары: в 23 различных регионах были установлены рекорды. Как показывают результаты исследования, это произошло исключительно из-за изменения климата: в противном случае рекорды не были бы побиты.
(AGU Advances, https://doi.org/10.1029/2025AV001963, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/temperatures-are-rising-but-what-about-humidity

Климат Арктики быстро теплеет, но долгосрочные изменения экстремальных погодных явлений, вызывающих серьёзные нарушения экосистем, изучены недостаточно. В данном исследовании, используя современные данные атмосферного реанализа за последние семь десятилетий, авторы показывают, что во многих частях арктической суши частота экстремальных погодных явлений резко возросла. Они обнаружили выраженную пространственную изменчивость биоклиматических экстремумов за последние 30 лет, включая увеличение числа засух в высокогорной Арктике и большую площадь, затронутую зимним потеплением и дождями на снегу, особенно в европейском арктическом регионе. На одной трети арктической территории такие экстремальные явления начали происходить совсем недавно. Таким образом, Арктика вступает в новую эру биоклиматических экстремумов, которые, вероятно, будут иметь серьёзные последствия для холодных экосистем.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw5698

Демонстрируется гибридная модель, интегрирующая вывод машинного обучения в климатическую модель SPEAR (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory Seamless System for Prediction and Earth System Research) для оперативной коррекции смещения протяжённости морского льда в ходе набора глобальных полностью связанных ретроспективных прогнозов на один год. Авторы сравнивают две гибридные версии SPEAR, чтобы понять важность учёта обратной связи между льдом, атмосферой и океаном в моделях машинного обучения перед их внедрением в полностью связанные расчёты: Hybrid_CPL (обученная с учётом обратной связи) и Hybrid_IO (обученная с учётом льда и океана; без обратной связи). По сравнению с SPEAR, Hybrid_CPL систематически снижает сезонные ошибки прогнозирования в Арктике и значительно снижает ошибки в Антарктике для целевых месяцев с мая по декабрь, более чем в два раза уменьшая ошибки в прогнозах площади зимнего морского льда в Антарктике на 4-6 месяцев вперёд. Между тем, Hybrid_IO страдает от поведения, выходящего за рамки выборки, которое может запустить цепь обратных связей в Южном океане, приводящих к лету без льда в Антарктиде. Полученные результаты подчёркивают, что машинное обучение может заметно улучшить возможности численного прогнозирования морского льда и что ознакомление моделей машинного обучения с взаимосвязанными процессами «лёд-атмосфера-океан» имеет важное значение для обобщения в полностью связанных расчётах.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady8957