Ожидается, что изменения в Арктике дестабилизируют наземный углерод в почвах и многолетней мерзлоте, что приведёт к речным выбросам, эмиссии парниковых газов и усилению их обратной связи с климатом. Однако неоднородность ландшафта и локальные наблюдения за конкретным местом усложняют крупномасштабные оценки этих процессов. Авторы исследуют различия в высвобождении наземного углерода, полученные из Циркумарктической базы данных углеродных отложений (CASCADE) с использованием данных диагностики источника (δ¹³C-Δ¹⁴C) и данных накопления углерода. Результаты показывают, что выброс наземного углерода с территории Евразии в пять раз больше, чем из американской Арктики. Большая часть циркумарктического наземного углерода происходит из приповерхностных почв (61%); 30% приходится на многолетнюю мерзлоту плейстоценового возраста. Перемещение наземного углерода по отношению к его наземным запасам различается в пять раз между циркумарктическими регионами. Шельфовые моря с более высоким относительным перемещением наземного углерода следуют пространственной картине недавнего потепления в Арктике, в то время как шельфовые моря с более низким перемещением отражают боковой перенос на большие расстояния с эффективной реминерализацией наземного углерода. Это исследование даёт представление о том, как высвобождение наземного углерода варьируется в пределах Арктики.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33541-0

Полярное усиление (PA) стало фокусом изменения климата. Однако редко проводятся сравнения усиления между тремя полюсами Земли: Арктикой (выше 60° с.ш.), Антарктидой (Антарктический ледяной щит) и Третьим полюсом (Высокогорная Азия, высота более 4000 м) при различных социально-экономических сценариях. На основе мультимодельного ансамбля CMIP6 были определены два типа индекса PAI для количественной оценки интенсивности и вариаций полярного усиления. PAI1/PAI2 определяется как отношение абсолютного значения линейного тренда приземной температуры воздуха по трём полюсам Земли и глобального среднего (по другим регионам, кроме трёх полюсов Земли). Арктика прогревается быстрее всего зимой и слабее всего летом, за ней следует Третий полюс, а Антарктида прогревается меньше всего. Аналогичное явление имеет место при глобальном потеплении на 1,5–2,0°С и на 2,0–3,0°С выше доиндустриального уровня. После устранения взаимозависимости трёх полюсов Земли все PAI2 увеличиваются гораздо более явно по сравнению с PAI1, особенно PAI Антарктиды. Три полюса Земли нагреваются быстрее, чем другие регионы. С увеличением форсинга полярное усиление значительно ускоряется над Антарктидой и Третьим полюсом, но становится слабее над Арктикой. Это показывает, что будущая скорость потепления может иметь большое значение для трёх полюсов Земли при разных сценариях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-21060-3

Леса могут хранить большое количество углерода и обеспечивать основные экосистемные услуги. Таким образом, массовая посадка деревьев иногда изображается как панацея для смягчения антропогенного изменения климата и связанных с ним последствий. Недавние споры о потенциальных преимуществах и недостатках лесонасаждений были сосредоточены на способности лесов накапливать углерод и локальных или глобальных термодинамических воздействиях. Здесь обсуждается, как глобальные масштабы лесонасаждения и обезлесения меняют энергетический баланс Земли, тем самым влияя на глобальную атмосферную циркуляцию и даже оказывая значительное влияние на циркуляцию океана. Авторы провели интегрирование на много веков климатической модели, в которой доиндустриальный растительный покров либо полностью состоит из лесов, либо обезлесен, а соотношение смешивания углекислого газа поддерживается постоянным. Показано, что глобальные лесонасаждения приводят к ослаблению и смещению к полюсу северной среднеширотной циркуляции, замедляют атлантическую меридиональную термохалинную циркуляцию и влияют на интенсивность ячейки Хэдли, тогда как вырубка лесов приводит к обратным изменениям. Следовательно, оба изменения покрова земной поверхности существенно влияют на региональные осадки, температуру, облачность и характер приземного ветра по всему миру. Таким образом, в процессе проектирования крупномасштабных лесонасаждений необходимо учитывать корректировки глобальной циркуляции и их влияние на климат.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33279-9

Срочно необходима более тесная интеграция моделей климата и качества воздуха для оценки воздействия политики чистого воздуха на будущий арктический и глобальный климат. Авторы объединили новый модельный имитатор и комплексные сценарии выбросов загрязнителей воздуха и парниковых газов, чтобы оценить сопутствующие преимущества сокращения выбросов для климата и здоровья человека. Прогнозируется, что использование ископаемого топлива будет быстро сокращаться во всё более устойчивом мире, что приведёт к далеко идущим выгодам в отношении качества воздуха. Несмотря на преимущества для здоровья человека, сокращение выбросов серы в более устойчивом мире может увеличить потепление в Арктике на 0,8°C в 2050 году по сравнению с 1995–2014 гг., тем самым нивелировав климатические выгоды от сокращения выбросов парниковых газов. Существуют целевые и технически осуществимые возможности сокращения выбросов для одновременного достижения сопутствующих выгод для климата и здоровья человека. Было бы особенно полезно раскрыть недавно обнаруженный потенциал смягчения воздействия твёрдых частиц углерода, что принесёт к 2050 году выгоды для климата Арктики, эквивалентные выгодам от сокращения выбросов углекислого газа.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00555-x

Таяние Антарктического ледяного щита в долгосрочной перспективе внесёт вклад в рост глобального уровня моря. Авторы объединили модели таяния Антарктического ледяного щита из-за повышения температуры, роста глобального уровня моря и экономического воздействия последнего на береговые линии по всему миру. Получены прогнозы роста глобального уровня моря, близкие к последним оценкам других авторов. Воздействия таяния Антарктического ледяного щита на прибрежные районы весьма неоднородны: они велики в процентах от ВВП в одном-двух десятках стран, в первую очередь, в малых островных развивающихся государствах. Затраты могут быть значительно снижены за счёт экономически эффективного и упреждающего прибрежного планирования: по сравнению со сценарием без адаптации оптимальная адаптация снижает общие затраты примерно на порядок. Таяние Антарктического ледяного щита увеличивает социальную стоимость углерода на ожидаемые 7% в сценариях с низким и средним уровнем выбросов и с умеренным сокращением. Существует последующий риск очень значительного увеличения социальных издержек углерода, особенно при сценарии с высокими выбросами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-33406-6

Главными темами номера являются:

• - Заседание Совета глав государств-членов Шанхайской организации сотрудничества (16 сентября, Самарканд)
• - «Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в РФ за 2021 год»
• - Вероятностный прогноз температурного режима в России на отопительный период (октябрь-март) 2022/2023 гг.

Также в выпуске:

С ростом доступности данных с разбивкой по позициям о конфликтных событиях для анализа возникают новые и старые опасения по поводу предвзятости. Всем данным присуща необъективность, которую можно разделить на склонность, предубеждение или направленность к информации. В данных о конфликтах часто возникает ощущение вредоносной предвзятости, и скептицизм может исходить из нескольких областей, включая уверенность в том, что процедуры сбора данных приводят к систематическим упущениям, завышениям или искажениям. Как кураторы и аналитики крупных популярных проектов данных, авторы прекрасно осведомлены о предвзятости, присутствующей при сборе и использовании данных о событиях. Они утверждают, что необходимо продвигать открытую и честную дискуссию об обязанностях всех заинтересованных сторон в экосистеме данных — сборщиков, исследователей и тех, кто интерпретирует и применяет результаты, — чтобы вдумчиво и прозрачно отразить эти предубеждения; использовать данные добросовестно; и признать ограничения. Поэтому здесь установлена повестка дня для ответственности за данные, учитывая их сбор и критическую интерпретацию.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01705-8

Мезомасштабные океанические водовороты, важный элемент климатической системы, влияют на циркуляцию океана, поглощение тепла, газообмен, секвестрацию углерода и перенос питательных веществ. Многое из того, что известно о текущих изменениях вихревой активности океана, основано на спутниковой альтиметрии; однако ряды альтиметрических данных ограничены, что затрудняет различение антропогенных изменений от естественной изменчивости. Используя модель климата с неструктурированной сеткой с переменным разрешением в компоненте океана для повышения её разрешения в регионах с большим количеством вихрей, авторы исследуют долгосрочную реакцию вихревой активности океана на антропогенное изменение климата. Согласно прогнозам, кинетическая энергия вихрей сместится к полюсу в большинстве регионов, богатых вихрями, усилится в течении Куросио, Бразильском, Мальвинском и Антарктическом циркумполярном течениях и уменьшится в Гольфстриме. Смоделированные изменения связаны с такими климатическими элементами как снижение атлантической меридиональной термохалинной циркуляции, усиление утечки у мыса Игольный и смещение западных направлений южного полушария.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01478-3

На тенденции потепления в городах влияют как крупномасштабные климатические процессы, так и локальная урбанизация. Однако мало что известно о том, чем тенденции приземного потепления в глобальных городах отличаются от тех, которые характеризуют наблюдения за погодой в сельской местности. Здесь, путём статистического анализа температуры поверхности земли со спутника (с 2002 по 2021 гг.), авторы обнаружили, что средняя тенденция потепления поверхности составляет 0,50 ± 0,20 K/10 лет (среднее значение ± одно стандартное отклонение) в городских центрах более чем 2000 городских кластеров по всему миру, что на 29% больше, чем для сельского фона. В среднем фоновое изменение климата вносит наибольший вклад, объясняя 0,30 ± 0,11 K/10 лет потепления поверхности городов. Однако в городских кластерах в Китае и Индии более 0,23 K/10 лет среднего тренда связано с расширением городов. Также найдены свидетельства того, что озеленение в европейских городах компенсирует 0,13 ± 0,034 K/10 лет фонового приземного потепления.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-022-00539-x

Спутниковые измерения температуры поверхности Земли могут оказаться важными в сочетании с приповерхностными температурами воздуха для понимания тенденций глобального потепления и похолодания.

Изменения приземной температуры воздуха во всём мире являются одним из важнейших индикаторов изменения климата. Но чтобы полностью охватить влияние повышения температуры на людей, растения и процессы на поверхности земли, климатологи и моделисты должны также учитывать температуру самой земли. Температура поверхности земли — буквально то, насколько тёплая или холодная земля на ощупь — важна, потому что она влияет почти на все процессы на поверхности планеты, от испарения до здоровья человека. 

Температура поверхности земли отличается от приповерхностной температуры воздуха, которая обычно измеряется метеостанциями на высоте 2 метра над землёй, но они обычно довольно близки друг от друга. Обладая глобальным охватом температуры как микроволновыми, так и инфракрасными данными, спутники могут помочь заполнить пробелы в данных о температуре приповерхностного воздуха в местах, где метеостанции отсутствуют, например, в Антарктиде и на Тибетском плато. Эти данные также ценны сами по себе: температура поверхности земли используется для картирования городских островов тепла и диспропорций тепла, проверки точности климатических моделей и оценки интенсивности засухи. 

Однако измерения температуры земли и воздуха не всегда близки друг к другу с необходимой точностью, поэтому учёным необходимо тщательно проверять их, прежде чем использовать для изучения климата. Чтобы определить, какие наборы спутниковых данных о температуре поверхности земли являются наиболее надежными, Good et al. завершили первую оценку шести различных наборов данных о температуре поверхности земли в рамках Инициативы Европейского космического агентства по изменению климата. Исследователи сравнили эти данные с данными о приземной температуре воздуха, чтобы проверить наличие несоответствий и найти расхождения, например, после замены спутниковых датчиков.

Авторы обнаружили, что шесть спутниковых наборов данных о температуре поверхности земли в целом демонстрируют изменчивость, аналогичную приземным температурам, полученным с метеостанций, но спутники с микроволновым зондированием немного лучше в инфракрасной области. Среди шести наборов данных MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)/Aqua и Advanced Along-Track Scanning Radiometer — оба набора инфракрасных данных — наиболее надёжно отслеживают временные изменения приповерхностных температур воздуха, поэтому можно предположить, что в настоящее время они являются лучшими кандидатами для долговременного наблюдения за временным мониторингом температуры и для выявления тенденций. Остальные наборы имели проблемы со стабильностью, которые приводили к скачкам и отключениям от данных о приповерхностной температуре воздуха. 

В совокупности полученные данные указывают на важность долгосрочных спутниковых данных о температуре поверхности земли для понимания изменений климата Земли, подчёркивая при этом необходимость тщательного рассмотрения согласованности любого набора данных с течением времени. 

(Earth and Space Science, https://doi.org/10.1029/2022EA002317, 2022).

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/satellites-can-accurately-take-earths-temperature