Климатический центр Росгидромета

Новости партнеров

Atmospheric Chemistry and Physics: Исследование роли стратосферного озона как фактора межмодельного разброса в эффективном радиационном воздействии CO2

 

Устранение причины межмодельного разброса в радиационном воздействии углекислого газа (CO2) имеет важное значение для снижения неопределённости в оценках чувствительности климата. Недавние исследования показали, что большая часть этого разброса возникает из-за дисперсии в климатологии базового состояния модели, в частности спецификации стратосферной температуры, которая сама по себе играет доминирующую роль в определении величины воздействия CO2. Авторы исследовали стратосферный озон (O3) как причину межмодельных различий в стратосферной температуре и, следовательно, его роль как фактора, способствующего разбросу в радиационном воздействии CO2. Была использована норвежская модель земной системы (NorESM2) для анализа влияния систематических увеличений и уменьшений содержания стратосферного O3 на величину эффективного радиационного воздействия (effective radiative forcing, ERF) при 4xCO2 и его компонентов. Было показано: во-первых, что точная оценка мгновенного радиационного воздействия (instantaneous radiative forcing, IRF) требует использования расчётов переноса излучения в модели-хозяине; во-вторых, что увеличение или уменьшение концентрации O3 в стратосфере на 50% приводит к значительным различиям в температуре стратосферы в базовом состоянии, в диапазоне от +6 до −9 K соответственно. Эти эксперименты влияют на IRF в первую очередь из-за влияния температуры стратосферы в базовом состоянии на излучение исходящего длинноволнового излучения, при этом спектральное перекрытие CO2 и O3 играет вспомогательную роль. Однако влияние на IRF не приводит к соответственно большому разбросу ERF CO2. Авторы пришли к выводу, что межмодельные различия в концентрации O3 в стратосфере, таким образом, не являются основной причиной межмодельного разброса ERF CO2.

 


Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/25/5683/2025/

Печать

Global Biogeochemical Cycles: Регионы многолетней мерзлоты, торфяников и пахотных земель являются ключом к согласованию оценок североамериканского стока углерода

 

Постоянные расхождения между моделями биосферы суши (МБС) в подходе «снизу вверх» и атмосферными инверсиями с подходом «сверху вниз» затрудняют количественную оценку величины североамериканского стока углерода на суше. В предыдущих исследованиях сравнивались агрегированные оценки потоков углерода в масштабе континента от МБС и инверсий для всей Северной Америки, но это даёт ограниченное представление о несоответствиях более мелкого масштаба, способствующих общим расхождениям. Авторы оценивают согласие между оценками потока углерода МБС и инверсии с разрешением 1° × 1°, чтобы обеспечить более прямое понимание того, где модельные оценки не совпадают и какие основные факторы приводят к расхождениям. Было обнаружено, что дополнительное поглощение углерода, оценённое инверсиями, всего на 16% площади Северной Америки достаточно велико, чтобы объяснить расхождения между результатами МБС и инверсиями по всему континенту. Большинство этих различий происходит в регионах многолетней мерзлоты, торфяников и пахотных земель. В этих регионах обнаружена более высокая вероятность потенциальных смещений в более слабых оценках стока из МБС в предположении, что более сильный сток, подразумеваемый инверсиями, с большей вероятностью будет реалистичным. Однако текущий охват наблюдений недостаточен для полной оценки причин расхождений или величины смещений в любом подходе. Обнадёживает то, что улучшенное представление сельскохозяйственных процессов в МБС привело к лучшему согласию с инверсиями на пахотных землях. Усилия по точному моделированию динамики пахотных земель помогут улучшить согласие между оценками МБС и инверсиями. В целом, эта работа представляет собой чёткий путь к согласованию расхождений между инверсией и оценками МБС североамериканского стока углерода, которые сохранялись в течение двух десятилетий.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GB008460

Печать

Geophysical Research Letters: Недавнее широкомасштабное замедление тренда глобальных поверхностных городских островов тепла, раскрытое спутниками

 

Отслеживание временной динамики городского острова тепла (ГОТ) имеет решающее значение для стратегий адаптации к городской жаре и смягчения её последствий. Однако, изменились ли тенденции ГОТ в последнее время и их основные движущие силы, остаётся неизвестным. Авторы исследовали изменчивость тенденций поверхностного ГОТ и связанных с ними детерминант в 2104 городах мира с 2000 по 2022 гг. Их результаты показывают, что примерно половина городов мира испытала заметные сдвиги тенденций поверхностного ГОТ, в основном характеризующиеся замедлением его тренда. Эти сдвиги можно в первую очередь отнести к изменениям тенденций растительности в течение дня, а также к изменениям альбедо поверхности и тенденциям локального потепления ночью. Это исследование бросает вызов традиционным линейным моделям, обычно используемым для оценки тенденций поверхностного ГОТ, указывая на потенциальные смещения в таких оценках. Полученные результаты подчёркивают необходимость разработки детальной политики по ограничению роста ГОТ с учётом изменений в городских подстилающих поверхностях и фоновом климате, особенно с нелинейной точки зрения.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL112711

Печать

Nature Communications Earth & Environment: Зелёные крыши выступают в качестве первого барьера для улавливания микропластика из городской атмосферы

 

Зелёные крыши часто считаются барьерами против загрязнённых осадков, но их эффективность в улавливании микропластика, переносимого по воздуху, остаётся неясной. Авторы оценивают модульные зелёные крыши в условиях имитации мокрого осаждения, чтобы оценить их способность улавливать и удерживать микропластик. Было обнаружено, что зелёные крыши удаляют более 97,5% осаждённого микропластика. В Шанхае, Китай, это соответствует годовому улавливанию приблизительно 1,70 × 10¹² частиц, или 56,2 тонн. Более высокая интенсивность осадков немного повышает эффективность улавливания за счёт увеличения влажности и снижения инфильтрационных сил. Микропластик в форме фрагментов удерживается легче, чем волокнистый. Большинство частиц задерживается в слое почвы, в то время как некоторые удерживаются растительностью, хотя турбулентность воздуха может повторно мобилизовать волокна. Поверхностный и химический анализ показывает, что пластиковые материалы внутри самих зелёных крыш могут разрушаться, потенциально высвобождая микропластик в процессе. Полученные результаты показывают, что зелёные крыши могут играть важную роль в снижении загрязнения городской среды микропластиком и предлагают практические идеи для разработки будущих стратегий управления ливневыми стоками и качеством воздуха.

 


Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02407-w

Печать

Science Advances: Поглощение CO2 океаном, усиленное мезомасштабными вихрями

 

Океанические мезомасштабные вихри играют важную, но недостаточно изученную роль в регулировании потоков углерода и изменении климата. Хотя они перераспределяют тепло, соль, питательные вещества и другие трассеры, их влияние на поглощение CO2 остаётся неопределённым. Используя машинное обучение на основе наблюдений для оценки потоков CO2 на протяжении жизни тысяч вихрей, авторы показали, что антициклонические вихри существенно усиливают поглощение CO2 в среднем, в то время как циклонические вихри незначительно его уменьшают. Эта асимметрия даёт общее суммарное увеличение поглощения CO2 на 9,98 ± 2,28 и 13,82 ± 9,94% в расширении Куросио и Гольфстриме, соответственно, основных регионах секвестрации углерода. Основным фактором этого усиленного поглощения является нисходящая перекачка растворённого неорганического углерода в антициклонических вихрях. Асимметричные биологические реакции между антициклоническими и циклоническими вихрями способствуют общему дисбалансу потока CO2, вызванному вихрями. Результаты исследования указывают на потенциальную недооценку способности океана к секвестрации углерода из-за недостаточного включения вихрей в текущие наблюдения, что подчёркивает необходимость расширенного мониторинга в регионах с большим числом вихрей и недостаточным числом наблюдений.


Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt4195

Печать

Nature Communications Earth & Environment: Потепление и опреснение прибрежных вод влияют на частоту вредоносного цветения водорослей в высоких широтах

 

Вредное цветение водорослей загрязняет морепродукты токсинами и отравляет людей и диких животных при потреблении. Прогнозируется, что ниши токсичных водорослей будут расширяться в высоких широтах, но то, как будет меняться частота их цветения, пока мало известно. Авторы использовали климатические модели, 14 лет наблюдений и вероятностные модели токсичных водорослей, чтобы оценить частоту вредного цветения водорослей в будущем более тёплом мире. Более высокие температуры океана усиливают цветение весной и осенью. Однако цветение ослабевает летом, поскольку поверхностные воды становятся чрезмерно тёплыми. Опреснение уменьшает цветение видов, ограниченных диапазонами высокой солёности, и не оказывает никакого влияния на усиление цветения. В мире, который потеплеет на 3°C, цветение D. acuta может увеличиться на 50%, а комплекс A. tamarense сократиться на 40% вдоль побережья Норвегии. Поэтому люди и дикие животные, вероятно, станут более подверженными диарейным токсинам и менее паралитическим токсинам.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02421-y

Печать

Nature Scientific Data: Моделирование переходных процессов с орбитальным ускорением ледниково-межледниковых климатических циклов за последние 800 000 лет

 

За последние 800 000 лет климат Земли переживал периодические ледниковые и межледниковые циклы, обусловленные орбитальными параметрами, концентрацией CO2 и объёмами ледяного покрова. Чтобы понять, как эти факторы воздействия на климат влияют на климат в орбитальных масштабах, решающее значение имеют высокоразрешающие и непрерывные палеоклиматические моделирования. В этом исследовании использовалась модель земной системы CESM1.2.2 для четырёх 800 000-летних орбитально-ускоренных переходных климатических расчётов, включая эксперимент с полным воздействием и три эксперимента с однофакторным воздействием. Результаты сравнивались с геологическими записями косвенных данных из различных регионов, показывая хорошее соответствие в системах муссонов средних и низких широт, температурах поверхности моря средних широт и изменчивости климата Северной Атлантики высоких широт. Однако модель недооценивала колебания температуры поверхности моря в тропиках и средних широтах Южного полушария. Несмотря на это, она точно отобразила характеристики климата высоких широт. Эти наборы данных климатического моделирования включают глобальную среднегодовую температуру поверхности и распределение осадков с горизонтальным разрешением 3,75°. В целом, полученные результаты моделирования предоставляют проверяемый набор климатических данных, предлагая надёжную поддержку для изучения движущих механизмов прошлых ледниково-межледниковых изменений климата и интерпретации долгосрочных климатических сигналов в геологических записях.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-05297-x

Печать

EOS: Условия Златовласки для лесных пожаров

 

Данные по всему миру за двадцать лет показывают, что не слишком сухие и не слишком влажные районы наиболее благоприятны для лесных пожаров.

Поскольку глобальный климат продолжает теплеть, пожароопасные сезоны удлиняются, и масштабные лесные пожары становятся более частыми во многих частях мира. Такие факторы, как тип растительности, структуры землепользования и деятельность человека, влияют на вероятность возгорания, но распространение лесных пожаров в конечном итоге зависит от двух факторов: климата и доступности топлива.

Кампф и др. (Kampf et al.) изучали взаимосвязи между огнём, топливом и климатом в умеренных регионах по всему миру, уделяя особое внимание западной части Северной Америки, западной и центральной Европе и юго-западной части Южной Америки. Каждый из трёх регионов включает пустынные, кустарниковые и лесные районы, а также местные климаты от засушливого до влажного.

Исследователи извлекли информацию об общей площади выгоревших участков и частоте лесных пожаров в этих регионах в период с 2002 по 2021 гг. из базы данных GlobFire, а данные о земельном покрове и биомассе за тот же период они получили из Глобального картографирования и оценки земельного покрова НАСА (GLanCE). Они также использовали данные об осадках и эвапотранспирации из TerraClimate для расчёта среднегодового индекса засушливости (среднегодовое количество осадков, делённое на среднегодовую эвапотранспирацию) для каждого региона.

Исследователи обнаружили, что за 20-летний период и во всех трёх регионах пожары сжигали меньшие площади земли в зонах с очень сухим или очень влажным климатом по сравнению с зонами промежуточной засушливости. Они предполагают, что эта тенденция объясняется отсутствием растительности, достаточной для разжигания широкомасштабных пожаров в сухих зонах, а во влажных — погодными условиями, которые снижают вероятность пожаров. Напротив, в промежуточных зонах, где обилие биомассы и погодные условия более благоприятны для разжигания пожаров, выжженные площади были больше.

Из трёх изученных регионов Северная Америка имела самую большую общую площадь выгорания, долю площади выгорания и размеры пожаров. Исследователи отмечают, что фрагментация растительных зон в Южной Америке (горами Анд) и в Европе (из-за обширного землепользования), вероятно, ограничила размеры пожаров и выжженных площадей в этих регионах. Они также указывают, что повышение температуры и засушливость увеличивают риск крупных лесных пожаров во всех трёх регионах, что говорит о том, что пожарным нужно быть гибкими и реагировать на локальные изменения.
(AGU Advances, https://doi.org/10.1029/2024AV001628, 2025)

 

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/the-goldilocks-conditions-for-wildfires

Печать

Geophysical Research Letters: Эффективная теплоёмкость и её роль в арктическом усилении

 

Арктическое усиление, выражающееся в большем потеплении Арктики по сравнению с более низкими широтами, является надёжной вызванной увеличением парниковых газов характеристикой в ​​наблюдениях и в оценках климатических моделей. В этом исследовании изучается быстрое развитие арктического усиления после резкого увеличения концентрации CO2 в четыре раза в моделях проектов CMIP5 и CMIP6. Было показано, что это быстрое развитие арктического усиления является следствием более низкой эффективной теплоёмкости Арктики по сравнению с тропиками и глобальным средним значением. Более низкая теплоёмкость Арктики, обусловленная ​​наличием морского льда, приводит к полярно-усиленному потеплению в ответ только на радиационное воздействие CO2. Однако полную величину арктического усиления можно понять, только учитывая также обратные связи и изменения в переносе энергии, способствующие преимущественно нагреву арктического региона.

 


Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115061

 

Печать

PNAS: Усиление бореальных пожаров снижает будущее глобальное потепление и потерю морского льда

 

За последние два десятилетия выбросы от сжигания биомассы из бореальных лесов резко возросли и, как ожидается, продолжат расти. Напротив, модели CMIP6 предписывают будущий (2015-2100 гг.) бореальный сценарий выбросов от сжигания биомассы с низкими значениями и близкими к нулю трендами. Чтобы оценить, влияет ли разница между наблюдаемым и предписанным воздействием бореальных выбросов от сжигания биомассы на климатические тенденции, авторы выполнили расчёты с использованием модели CESM2 со стандартными воздействиями из проекта CMIP6, но увеличивая бореальные выбросы от сжигания биомассы на основе наблюдений. Увеличение бореальных выбросов от сжигания биомассы замедляет глобальное потепление на 12%, а потепление в Арктике на 38%, сокращая потерю морского льда и сдвигая тропические осадки на юг. Эти воздействия подчёркивают важность, которую будущие бореальные пожары могут иметь для климатических прогнозов, и мотивируют пересмотр предписанных бореальных выбросов от сжигания биомассы для CMIP7.

Сжигание биомассы может влиять на климат через выбросы аэрозолей и их последующее воздействие на радиацию, микрофизику облаков, а также альбедо поверхности и атмосферы. Выбросы от сжигания биомассы над бореальным регионом сильно возросли за последнее десятилетие и, как ожидается, продолжат расти по мере потепления климата. Климатические модели имитируют аэрозольные процессы, однако исторические и будущие моделирования проекта сравнения сопряжённых моделей (CMIP) не имеют активного компонента пожара, а выбросы от сжигания биомассы предписываются как внешние воздействия. Авторы показывают, что проект CMIP6 использовал будущие сценарии бореальных выбросов от сжигания биомассы с нереалистичными почти нулевыми трендами, которые оказывают влияние на климатические тенденции. Проводя эксперименты по чувствительности с увеличенными бореальными выбросами на основе наблюдаемых тенденций, авторы обнаружили, что увеличение бореальных выбросов от сжигания биомассы снижает глобальное потепление на 12%, а потепление в Арктике на 38%, сокращая потерю морского льда. Тропические осадки смещаются на юг в результате разницы в полушарии в воздействии бореальных аэрозолей и последующей температурной реакции. Эти изменения вызваны воздействием аэрозолей на облака, увеличением концентрации капель в облаках, оптической толщины облаков и низкой облачности, что в конечном итоге снижает коротковолновый поток на поверхности над северными широтами. Эти результаты подчёркивают важность реалистичных бореальных выбросов от сжигания биомассы в расчётах климатических моделей и необходимость лучшего понимания тенденций бореальных выбросов и взаимодействия аэрозолей и климата.

 


Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424614122

Печать