Будучи крупнейшим в мире источником выбросов CO₂, Китай нуждается в точных данных об уровне выбросов углекислого газа для разработки эффективной низкоуглеродной политики. Однако в предыдущих исследованиях учитывались в основном выбросы от сжигания ископаемого топлива и не учитывались выбросы CO₂, связанные с технологическими процессами в промышленном производстве (например, в производстве минеральных, химических и металлических продуктов), на долю которых приходится около 13% от общего объёма выбросов в Китае. В данном исследовании авторы создали первый набор данных временных рядов по выбросам CO₂, связанным с технологическими процессами, для 289 китайских городов за период с 2000 по 2021 гг. Набор данных охватывает 11 промышленных продуктов и соответствует методологии, рекомендованной Межправительственной группой экспертов по изменению климата. Авторы использовали коэффициенты выбросов, характерные для Китая, и скомпилировали данные о промышленном производстве из городских статистических ежегодников и бюллетеней. Недостающие данные о производстве были приписаны с помощью моделей missForest. Оценочная неопределённость выбросов, связанных с технологическими процессами, в этом наборе данных составляет от 3,87% до 3,91%. Он обеспечивает надёжную основу для анализа схем выбросов на уровне города и разработки целевой низкоуглеродной политики.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-05782-3

Чтобы лучше понять смещения волн тепла в региональных климатических моделях (РКМ), авторы применили новый подход к изучению их как трёхмерного явления. Волны тепла над Средней Европой классифицируются по вертикали с помощью четырёх типов в зависимости от их вертикальных сечений температурных аномалий. Показано, что большинство РКМ CORDEX, основанных на реанализе, склонны переклассифицировать волны тепла как нижнетропосферные в ущерб другим типам. Это смещение связано с чрезмерно частой южной адвекцией, оказывающейся слишком тёплой по сравнению с данными реанализа ERA5, особенно на уровне 850 гПа, что указывает на более слабый температурный градиент между уровнями 2 м и 850 гПа. Авторы также обнаружили существенные различия между результатами РКМ в частоте приземных и вертикально распространённых волн тепла, которые частично объясняются моделируемыми характеристиками восточной адвекции. Это говорит о тесной взаимосвязи между взаимодействием суши и атмосферы и теми типами волн тепла, для которых важны аномалии приземной температуры.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115352

С изменением климата проблемы, связанные с экстремальной жарой в городах, становятся всё более серьёзными. Необходимы точные прогнозы изменения климата для городов и надёжная количественная оценка изменений экстремальных температур под совокупным воздействием глобального потепления и городской жары. В настоящем исследовании ансамбль существующих климатических моделей высокого разрешения используется для мультимодельного анализа городского климата и его эволюции в регионе Парижа. Семь членов, представляющих различные региональные климатические модели, допускающие конвекцию (Convection-Permitting Regional Climate Models, CP-RCM), предоставляют 10-летние расчёты для общего исторического периода и двух будущих периодов со сценарием выбросов парниковых газов RCP8.5. Ансамбль анализируется для оценки CP-RCM в зависимости от конфигурации, особенно базы данных о поверхности и моделирования поверхности земли, включающего или не включающего специализированную городскую параметризацию (на основе метода слэбов или модели городского полога). Все модели CP-RCM для урбанизированных территорий отражают городской остров тепла и его сезонные колебания. Более точная оценка моделей CP-RCM в зависимости от типа параметризации остаётся сложной задачей и сильно зависит от типа и разрешения базы данных о земном покрове. Анализ прогнозов показывает, что результаты всех моделей согласуются с учащением случаев возникновения волн тепла в регионе Парижа, с более выраженным влиянием на сельские районы, окружающие город. Таким образом, большинство прогнозов предполагают значительное меньшее повышение дневных температур в городах по сравнению с окружающими сельскими районами в дневное время в сезонном масштабе летом и в ночное время во время волн тепла.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-025-03990-9

Урбанизация влияет на региональный климат и экстремальные погодные условия. Хотя предыдущие исследования документировали вызванные городскими условиями осадки для конкретных городов или случаев штормов, аномалии суточного количества городских осадков в различных ландшафтах остаются недостаточно изученными. Анализируя суточные и сезонные колебания аномалий городских осадков в 175 городах США, авторы обнаружили сильное влияние городской среды на количество осадков, особенно летом во второй половине дня. В крупных городах, расположенных вдали от побережья, летом во второй половине дня может выпадать на 10% больше осадков, и эта тенденция меняется в зависимости от наличия городских островов тепла и ветровых условий. В прибрежных городах, под влиянием морского бриза, суточный прирост количества городских осадков в три раза больше, чем в городах, расположенных вдали от побережья. Влияние городской среды также отмечено в горных городах, что сказывается на их рельефно-обусловленном режиме осадков. С ростом пороговых значений экстремальных осадков в большинстве городов США наблюдается более интенсивный ливень по сравнению с сельской местностью. Данное исследование расширяет понимание ранее плохо документированных суточных аспектов городских осадков посредством географически распределённых, ландшафтно-специфических аномалий осадков.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads5046

Точное моделирование динамики океана имеет решающее значение для углубления понимания сложных процессов циркуляции океана, прогнозирования изменчивости климата и решения проблем, связанных с изменением климата. Несмотря на значительные усилия по совершенствованию традиционных численных моделей, прогнозирование изменчивости Мирового океана в многолетних масштабах остаётся сложной задачей. Авторы предлагают ORCA-DL (Oceanic Reliable foreCAst via Deep Learning) – трёхмерную модель океана на основе данных для сезонно-десятилетнего прогнозирования динамики Мирового океана. ORCA-DL точно воспроизводит трёхмерную структуру динамики Мирового океана с высокой физической согласованностью и превосходит современные численные модели в отражении экстремальных явлений, включая Эль-Ниньо – Южное колебание и волны тепла в верхних слоях океана. Более того, ORCA-DL стабильно имитирует динамику океана в десятилетних масштабах, демонстрируя свой потенциал даже для точных десятилетних и климатических прогнозов. Эти результаты демонстрируют высокий потенциал моделей на основе данных для обеспечения эффективного и точного моделирования и прогнозирования состояния Мирового океана.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu2488 

Доступность воды на поверхности Земли поддерживает жизнедеятельность, социально-экономическое развитие и экосистемы. Несмотря на понимание вклада океанической влаги в наземные гидроклиматические экстремальные явления, остаётся неясным, мигрируют ли излишки наземной воды непосредственно из океана и непрерывно, а также влияние изменения климата на этот процесс. В данной работе авторы используют метод последовательного отслеживания характеристик для выявления перемещения избытков воды из океана на сушу (ocean-to-land water availability surpluses, OWAS), характеризующихся пространственно-временной непрерывной миграцией избыточной атмосферной пресной воды (осадки минус эвапотранспирация) из океана на сушу. За последние несколько десятилетий, особенно в северных средневысоких широтах (northern mid-high latitudes, NMHL; выше 48° с.ш.), OWAS демонстрировали более длительное существование, более широкую площадь распространения и большую интенсивность, чем те, которые развивались исключительно над сушей. Эти миграции в сторону суши связаны с сезонной удалённой связью Атлантики и сдвигом циркуляции Тихого океана. В рамках сценария «всё как обычно» прогнозируется усиление этих двух процессов, что значительно повысит характеристики OWAS в районе Северного моря (NMHL), обусловленные термодинамической реакцией атмосферы на будущее потепление. Интенсификация OWAS может не только способствовать смягчению длительных засух, но и потенциально усилить риски плювиальных осадков.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv0282

Атмосферная закись азота (N₂O) является мощным парниковым газом и озоноразрушающим веществом. В данном обзоре описаны глобальные источники выбросов N₂O, уделено особое внимание очагам и периодам интенсивных выбросов, а также обсуждению стратегии снижения выбросов N₂O. N₂O может выделяться естественными источниками, такими как выветривание коренных пород, но на антропогенные источники, такие как сельское хозяйство, приходится 40% от общего объёма выбросов. Горячие точки представляют собой локальные области с высоким уровнем выбросов, включающие почвы пахотных земель (2,1 Тг N в год), тропические леса (1,55 Тг N в год), пастбищные почвы с возвратом отходов животноводства (1,7 Тг N в год), а также ручьи и небольшие озёра (0,4 Тг N в год). Кратковременные периоды интенсивных выбросов включают периоды после вырубки лесов, почвы возвышенностей после внесения удобрений, а также пустыни и луга после выпадения осадков. Производство N₂O из наземной и водной среды в основном обусловлено двумя микробными процессами: нитрификацией и денитрификацией. Технологии биоаугментации и биогеоинженерии обладают потенциалом для сокращения выбросов N₂O; например, основанная на природе геоинженерия горячей точки анаэробного окисления аммония в Цзясине, Китай, сокращает выбросы N₂O на 27,1%. Однако пространственно-временные неоднородности и различные пути производства выбросов N₂O плохо представлены в существующих моделях, что затрудняет количественную оценку и митигацию выбросов. Для устранения этого ограничения необходима глобальная база данных N₂O. Кроме того, технология искусственного интеллекта может обеспечить управление сельским хозяйством в режиме реального времени для согласования поставок азота со спросом на сельскохозяйственные культуры.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-025-00707-5 

Недавно было показано, что запасы углерода в амазонских подзолах очень велики. Они значительно больше, чем считалось ранее, особенно в горизонте Bh*, который, по оценкам, содержит более 10 Пг углерода только для Амазонии. Прогнозируется, что изменение регионального климата приведёт к более сухому режиму почвенной влаги, что может повлиять на динамику углерода в этих, как правило, переувлажненных почвах. Чтобы определить степень подверженности разложению содержащегося в амазонских подзолах органического углерода в результате изменений окружающей среды, авторы провели серию инкубационных экспериментов, в которых измерялось влияние различных факторов окружающей среды. Прямое влияние более сухого режима почвенной влаги было протестировано путём инкубации ненарушенных кернов из горизонта Bh при различных матричных потенциалах. В отличие от того, что обычно наблюдается в почвах, не было обнаружено существенной разницы в минерализации между матричными потенциалами, что позволяет предположить, что микробную минерализацию этого органического углерода контролируют другие факторы. Во второй серии инкубаций также было протестировано влияние добавок азота, бескислородных условий и добавок лабильного субстрата углерода на ненарушенных кернах горизонта Bh. Образцы, инкубированные в кислородных условиях, продуцировали более чем в два раза больше CO₂, чем образцы, инкубированные в бескислородных условиях, в то время как скорости минерализации образцов, инкубированных в кислородных условиях с добавлением азота, увеличились более чем в четыре раза по сравнению с бескислородными образцами. Добавление лабильного углерода не оказало существенного влияния на минерализацию углерода. Экстраполяция данных на все подзолы Амазонки позволяет предположить, что изменения условий окружающей среды могут привести к увеличению потока углерода-CO₂ в атмосферу до 0,41 Пг углерода в год. Это эквивалентно 8 % от текущего суммарного глобального потока углерода в атмосферу.

* Иллювиально-гумусовый горизонт

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-3356/ 

Обширные водно-болотные угодья, многолетняя мерзлота и бореальные леса Сибири играют важную роль, однако их источники метана (CH₄) плохо количественно оценены. Используя вертикальные профили концентрации CH₄ и метеорологические данные обсерватории ZOTTO (60°48′ с.ш., 89°21′ в.д.) в Центральной Сибири, авторы анализируют долгосрочные тенденции темпов роста концентрации CH₄, сезонные закономерности и суточные циклы с 2010 по 2021 гг. Полученные результаты демонстрируют устойчивую долгосрочную тенденцию изменения молярной доли CH₄ и незначительное увеличение амплитуды сезонного цикла (2,12 млрд^-1 год^-1, p = 0,12), а также выраженный пик CH₄ в конце лета. Суточный анализ показывает рост летней амплитуды концентрации CH₄ за анализируемое десятилетие (5,55 млрд^-1 год^-1, p = 0,002), вызванный ростом ночных потоков, сильно коррелирующих с температурой почвы (R² = 0,7, p < 0,001) и влажностью (R² = 0,60, p = 0,031). Особенно большие ночные потоки CH₄ наблюдались в 2012 и 2019 годах из-за лесных пожаров, а в 2016 году, вероятно, из-за активности водно-болотных угодий, вызванной более высокой температурой. Эти результаты свидетельствуют о том, что увеличение выбросов CH₄ в конце лета, в основном из водно-болотных угодий к западу и юго-западу от ZOTTO, способствует общему повышению содержания CH₄. Это исследование подчёркивает важность непрерывных высокочастотных наблюдений за парниковыми газами для точной количественной оценки региональных тенденций CH₄.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-2351/

Валежник, составляющий 15–20% надземной биомассы лесов, является важным, но недостаточно изученным компонентом потоков парниковых газов в экосистеме. В частности, сухостой может служить проводником для атмосферного потока углекислого газа (CO₂) и метана (CH₄), причём потоки варьируются в зависимости от условий окружающей среды. Авторы измерили потоки CO₂ и CH₄ от шести сухостоев вдоль градиента от возвышенности к водно-болотным угодьям в исследовательском лесу Хауленд (штат Мэн, США), проводя измерения каждые две недели с апреля по ноябрь 2024 года. Используя нелинейные модели, они количественно оценили реакцию потоков на экологические факторы, включая влажность почвы, температуру почвы и воздуха. Потоки газов увеличивались с повышением температуры, при этом поток CO₂ достигал пика при умеренной влажности почвы (~30%), в то время как поток CH₄ при максимальной влажности. Потоки CH₄ были в подавляющем большинстве суммарными положительными, что говорит о том, что коряги являются важными путями для выделения газа из водно-болотных угодий. Поток CH₄ был относительно нечувствителен к низким влажности почвы и температуре, но увеличивался с повышением температуры почвы, когда влажность почвы была высокой, что говорит о том, что метаногенез зависит от анаэробных условий влажности. Результаты также показывают, что поток CO₂ изменялся совместно с потоком CH₄ из коряг, с уменьшением потока CO₂, связанным с увеличением потока CH₄. По мере увеличения влажности почвы, выраженный сдвиг в потоках газа (от CO₂ к выделению CH₄) произошёл при влажности почвы ~ 60%. Эти результаты, которые согласуются с результатами предыдущих исследований, устанавливающих пороги анаэробной влажности, и дают новое представление о потоках CO₂ и CH₄ из коряг, представляют собой прямые измерения газообмена из коряг вдоль градиента влажности и температуры.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-3480/