Климатический центр Росгидромета

Новости партнеров

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

Atmosphere: Оценка применимости реанализов антарктического озона и объединённых спутниковых наборов данных

 

В этом исследовании, основанном на наблюдениях за общим содержанием озона на восьми антарктических станциях, авторы оценивают применимость наборов данных реанализов ERA5, C3S-MSR, MERRA-2 и JRA-55 и объединённого спутникового набора данных NIWA-BS с точки зрения межгодовой изменчивости и долгосрочного тренда, используя коэффициент корреляции (R), среднеквадратичную ошибку (RMSE), показатель качества межгодовой изменчивости (IVS) и смещение линейного тренда (TrBias). Результаты показывают, что для межгодовой изменчивости C3S-MSR работает хорошо на нескольких станциях, в то время как JRA-55 - плохо на большинстве станций, особенно Марамбио, Ротера и Фарадей/Вернадский, которые расположены в более низких широтах на Антарктическом полуострове. Кроме того, все наборы данных показывают значительно более высокие значения RMSE в Дюмон-д'Юрвиле и на высотах Аррайвал, обычно расположенных по краю антарктического стратосферного вихря, где значения общего содержания озона более изменчивы и в среднем больше, чем в ядре вихря. Результаты комплексного ранжирования показывают, что C3S-MSR работает лучше всего, за ним следуют ERA5 и NIWA-BS, а MERRA-2 и JRA-55 ранжируются ниже. Для долгосрочного тренда каждый из наборов данных имеет большие значения смещения на высотах Аррайвал, а абсолютные значения TrBias JRA-55 больше на трёх станциях на Антарктическом полуострове. Общие усреднённые результаты показывают, что C3S-MSR и NIWA-BS имеют наименьшие абсолютные значения TrBias и лучше всего отражают тенденции антарктического озона, в то время как ERA5 и JRA-55 значительно переоценивают тенденцию восстановления антарктического озона и работают плохо. На основании проведённого анализа можно рекомендовать набор данных C3S-MSR в качестве приоритетного при анализе межгодовых изменений стратосферного озона Антарктики, а наборам данных C3S-MSR и NIWA-BS следует отдать приоритет при анализе тенденций.

 


Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/696

Печать

Atmosphere: Наблюдение за многослойными облаками и их влиянием на климат: обзор

 

Многослойные облака, состоящие из вертикально расположенных слоёв с различными микрофизическими характеристиками, представляют собой критическое, но сложное атмосферное явление, влияющее на результаты региональных и глобальных климатических моделей. Достижения в области методов наблюдения, в частности, применение вертикального профилирования влажности с высоким разрешением с помощью радиозондов, значительно расширили возможности обнаружения многослойных облаков. Многослойные облака широко распространены по всему миру, демонстрируя значительные региональные различия. Было проведено много исследований механизма формирования многослойных облаков, и данные наблюдений указывают на тесную связь между развитием многослойных облаков и подачей водяного пара, восходящим потоком, атмосферной циркуляцией, а также сдвигом ветра; однако единая и всеобъемлющая теоретическая структура для полного объяснения основного механизма ещё не создана. Кроме того, уникальная вертикальная структура многослойных облаков демонстрирует различные климатические эффекты по сравнению с однослойными облаками, влияя на результаты глобальных климатических моделей, регулируя процессы выпадения осадков и бюджеты лучистой энергии. В статье рассматривается прогресс в исследованиях, связанных с наблюдениями за многослойными облаками и их влиянием на климат, а также рассматриваются исследования, которые необходимо провести в будущем.

 

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/692

Печать

Atmosphere: Будущий речной сток и гидрологическая засуха согласно климатическим прогнозам проекта CMIP6

 

Засухи, вызванные стоком, являются важной экологической проблемой в контексте глобального изменения климата, оказывая глубокое воздействие на экосистемы, сельское хозяйство и управление водными ресурсами. Для оценки влияния будущего изменения климата на гидрологическую реакцию водоразделов это исследование объединяет модели SWAT (инструмент оценки состояния почвы и воды) и MODFLOW (модель MODular groundwater FLOW) для прогнозирования будущих изменений стока и гидрологической засухи в водоразделах с использованием данных из двух сценариев в рамках 15 климатических моделей проекта CMIP6. Результаты показывают, что: (1) значения коэффициента детерминации R2 и NSE (Nash efficiency coefficient) ежемесячного стока на станции Кайдзузи в бассейне реки Наоли превышают 0,60 в разные периоды; (2) ансамбль климатических моделей после скрининга может эффективно повысить точность моделирования стока и снизить неопределённость прогноза одной климатической модели; (3) при различных сценариях температура в целом повышается, осадки увеличиваются, а эвапотранспирация увеличивается при сценарии SSP2-4.5 и уменьшается при сценарии SSP5-8.5; (4) сток показал тенденцию к росту при сценарии SSP2-4.5 и противоположную тенденцию при сценарии SSP5-8.5; (5) частота засух зимнего стока в будущем периоде снизилась, в то время как частота весенних и летних засух увеличилась, причём тенденция изменения была более выражена при сценарии SSP5-8.5; (6) по сравнению с базовым периодом (1965–2014 гг.) при сценариях SSP2-4.5 и SSP5-8.5 среднегодовая температура на водосборе увеличилась на 1,89°C и 3,22°C соответственно, а годовое количество осадков увеличилось на 32% и 36,19% соответственно, но летний и осенний сток уменьшился; и (7) анализ модели SRI-3 показывает, что гидрологические засухи значительно усилятся при обоих будущих сценариях выбросов. В сценарии SSP5-8.5 засухи усилятся раньше, и резкое изменение произойдет раньше, в то время как в сценарии SSP2-4.5, хотя резкое изменение произойдет позже, интенсивность засухи будет выше. Критические переходные периоды засухи приходятся на 2030–2047 гг. (SSP5-8.5) и 2045–2055 гг. (SSP2-4.5). Это исследование даёт важную научную основу для адаптивного управления водными ресурсами и стратегий смягчения последствий засухи в водоразделах холодных регионов в будущих климатических сценариях.

 

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/691

Печать