В быстро развивающейся горной криосфере снежные лавины угрожают средствам существования, населённым пунктам и инфраструктуре. В этом обзоре авторы анализируют прошлые и прогнозируемые воздействия изменения климата на лавинную активность и связанные с ней риски. Ограниченная доступность полных наборов данных, потенциально мешающие факторы и ограничения статистических подходов могут затруднить выявление тенденций лавинной активности. Однако имеющиеся данные указывают на общее уменьшение числа, размеров, сезонности и путей активности лавин на небольших высотах, а также на увеличение доли мокрых лавин по сравнению с сухими. Увеличение числа снегопадов на больших высотах может привести к пикам лавинной активности и увеличению числа мокрых и похожих на слякоть лавин. В условиях продолжающегося потепления характер активности постепенно смещается снизу вверх. Эти изменения влияют на лавинный риск; однако на риск также влияют такие факторы, как землепользование и рост или упадок населённых пунктов. Влияние этих факторов варьируется в зависимости от горной среды, поэтому сложно предсказать, как будет развиваться риск в условиях изменения климата. Таким образом, будущие исследования должны быть направлены на объединение улучшенного системного понимания воздействия этих факторов с прогнозами лавинной опасности и рисков в масштабе склонов для поддержки устойчивого развития гор и стратегий адаптации.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-024-00540-2

Скорость приповерхностного ветра в Арктике играет всё более важную роль, влияя на локальные взаимодействия воздуха и моря и на безопасность трансарктического судоходства, но её потенциальные изменения в условиях потепления климата и формирующие её факторы остаются неясными. Используя наборы данных реанализа и моделирования, авторы обнаружили, что скорость приповерхностного ветра в Северном Ледовитом океане значительно увеличилась с 1960-х годов, причём самое сильное увеличение имеет место у поверхности Северного Ледовитого океана. Авторы предполагают, что рост скорости приповерхностного ветра в Арктике в первую очередь обусловлен снижением стабильности в нижней тропосфере из-за увеличения восходящих потоков тепла и уменьшения шероховатости поверхности в результате исчезновения арктических ледников и морского льда в условиях потепления климата. Кроме того, совместные климатические модели прогнозируют значительный рост скоростей приповерхностного ветра в Арктике при различных сценариях потепления в XXI веке, особенно в районе Карского моря и моря Бофорта.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL109385

Краткосрочные экспериментальные исследования предоставили доказательства того, что разнообразие растений повышает устойчивость экосистем к засухам, что позволяет предположить, что оно может служить природным решением проблемы изменения климата. Однако остаётся неясным, являются ли эффекты разнообразия кратковременными или всё ещё сохраняются в естественных лесах в долгосрочной перспективе, чтобы гарантировать устойчивость стока углерода. Анализируя данные инвентаризации засушливых лесов Канады за 57 лет, авторы показывают, что продуктивность засушливых лесов снижалась в среднем на 1,3% за десятилетие в сочетании с временным повышением температуры и уменьшением доступности воды. Увеличение разнообразия функциональных признаков от минимального (монокультуры) до максимального значения увеличило продуктивность на 13%. Эти результаты демонстрируют потенциальную роль разнообразия функциональных признаков деревьев в смягчении воздействия изменения климата на леса засушливых земель. Признавая, что смягчение последствий изменения климата естественным путём (например, посадка деревьев) может быть лишь частичным решением, их долгосрочную (десятилетнюю) эффективность можно повысить за счёт увеличения разнообразия функциональных характеристик лесного сообщества.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4152

За последние два десятилетия потеря массы ледникового щита Гренландии ускорилась, отчасти из-за ускорения движения ледников. Однако неопределённость в скорости, получаемая по спутниковым данным, затрудняет обнаружение внутренних изменений. Измерения на месте с использованием вех или GPS имеют меньшую неопределённость. Чтобы обнаружить изменения внутри, авторы повторили натурные измерения скорости движения ледникового покрова на поверхности в 11 исторических местах, впервые измеренных в 1959 году, расположенных выше по течению от Якобсхавн-Исбре, западная Гренландия. Показано, что скорость движения льда увеличилась на 5–15% во всех глубоководных участках. На нескольких участках наблюдается отклонение азимута потока на север на 3–4,5°. Недавнее появление сети крупных поперечных трещин на поверхности, разделяющих исторические сухопутные маршруты пополам, может указывать на фундаментальный сдвиг в местной динамике льда. Авторы предположили, что нестабильность ползучести – одновременное потепление и размягчение придонных слоёв льда – может объяснить недавнее ускорение и поворот при отсутствии заметных изменений в локальном движущем напряжении.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01322-w

Интенсификация сложных явлений жаркой и засушливой погоды из-за изменения климата является насущной проблемой, подчёркивающей необходимость точного анализа. Однако влияние различных сухих индикаторов на прогнозы этих событий не оценивалось количественно, а их важность не сравнивалась с другими источниками неопределённости. Авторы исследуют чувствительность прогнозируемых изменений в сложных явлениях жаркой и засушливой погоды к различным индикаторам засухи. Использованы данные из расчётов 22 моделей проекта CMIP6, чтобы охарактеризовать глобальные засушливые условия на основе осадков, стока, влажности почвы и многомерного индекса, объединяющего эти переменные с помощью трёхмерных связок. Эти результаты показывают большие различия в прогнозируемых изменениях вероятности сложных явлений жаркой засухи по разным индикаторам засухи. Хотя модельная неопределённость остаётся основным источником неопределённости для сложных прогнозов явлений жаркой и засушливой погоды, неопределённость, связанная с индикаторами засухи, также является существенной, превосходя неопределённость сценария в конкретных регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01352-4

CROPGRIDS — это комплексный глобальный набор данных с географической привязкой, предоставляющий информацию о площади, занимаемой 173 сельскохозяйственными культурами за 2020 год с разрешением 0,05° (около 5,6 км на экваторе). Он представляет собой серьёзное обновление работы Monfreda et al. (2008), наиболее широко используемого ранее, доступного набора геопространственных данных, охватывающего 175 культур с базисным 2000 годом с пространственным разрешением 10 км. CROPGRIDS основывается на информации, первоначально предоставленной в работе Monfreda et al., и расширяет её, используя 27 избранных опубликованных наборов данных с координатной сеткой, субнациональные данные 52 стран, полученные от национальных статистических управлений, и статистику национального уровня 2020 года от FAOSTAT, обеспечивая более свежие уборочные и посевные (физические) площади для 173 культур на региональном, национальном и глобальном уровнях. Данные CROPGRIDS расширяют нынешний уровень знаний о пространственном распределении сельскохозяйственных культур, предоставляя полезные данные для исследований по моделированию и анализу устойчивости, имеющих отношение к национальным и международным процессам.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-024-03247-7

Хотя тенденции к росту среднеглобальной температуры очевидны в климатологических масштабах, местная температура в более коротких временных масштабах сильно колеблется. Авторы показывают, что вероятности таких флуктуаций характеризуются особой симметрией, свойственной малым системам, вышедшим из равновесия. Их почти универсальные свойства связаны с теоремой о флуктуациях и показывают, что прогрессирующее потепление сопровождается растущей асимметрией распределения температуры. Эти статистические данные позволяют спрогнозировать изменчивость глобальной температуры в ближайшем будущем в соответствии с прогнозами климатических моделей, давая новое представление о будущих экстремальных явлениях.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/37/9/JCLI-D-23-0273.1.xml

Ожидается, что изменение климата и связанные с ним экстремальные погодные явления (ЭПЯ) приведут к увеличению социального неравенства и неравенства в отношении здоровья. Тем не менее, пороговые значения ЭПЯ и связанные с ними стратегии адаптации не учитывают опыт уязвимых сообществ. В этом исследовании изучалось влияние ЭПЯ, основанных на температуре и осадках, на женщин в неформальных поселениях, в частности, учитывались ли метеорологические определения этих ЭПЯ и можно ли использовать данные самооценки воздействия для разработки пороговых значений. Авторы объединили метеорологические данные с данными ежемесячного исследования, собранными с сентября 2022 года по февраль 2023 года на основе вероятностной выборки из 800 женщин в двух неформальных поселениях в Найроби, Кения. Результаты показывают, что женщины испытывают воздействие на здоровье, экономику, окружающую среду, эмоциональное, социальное и имущественное положение. Пороговые значения ЭПЯ, используемые в настоящее время для раннего реагирования и обеспечения готовности, не отражают воздействия; и, хотя данные о воздействии, сообщаемые самими людьми, могут стать отличным первым шагом в процессе (пере)определения пороговых значений для некоторых ЭПЯ (например, основанных на осадках), необходимы дополнительные исследования и обсуждения с сообществами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-01983-7

Точная оценка глобальных речных стока и запасов имеет решающее значение для информирования о практике управления водными ресурсами, но текущие оценки глобального речного стока демонстрируют значительный разброс, а оценки речных запасов остаются скудными. Оценкам речных стоков и запасов препятствует неопределённость в отношении поверхностного стока – ненаблюдаемой величины, обеспечивающей поступление воды в реки. Авторы использовали глобальные наблюдения за речным стоком и ансамбль моделей поверхности суши для создания глобально скорректированного с учётом датчиков ежемесячного набора данных о речных стоке и запасах. По их оценкам, глобальный средний объём речных запасов (± месячная изменчивость) составляет 2 246 ± 505 км³, а глобальный континентальный сток — 37 411 ± 7816 км³ год^-1. Полученные глобальные временные ряды запасов речной воды показывают, что время жизни потока является фундаментальным фактором, который может удвоить или вдвое сократить запасы речной воды и их изменчивость. Авторы также согласовали широкий диапазон предыдущих оценок месячной изменчивости глобального речного стока. Выявлены ранее недооценённые источники пресной воды в океане с Приморского континента (Индонезия, Малайзия и Папуа-Новая Гвинея), объём которых в 1,6 раза превышает объём воды в реке Конго, и продемонстрирована способность обнаруживать серьёзные антропогенные водозаборы.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01421-5

Пожары являются ключевым компонентом глобального углеродного цикла, и люди меняют их характеристики. Мониторинг выбросов от пожаров важен для отслеживания этих изменений, а спутниковые наблюдения TROPOMI за диоксидом азота в тропосфере, окисью углерода и индексом поглощающих аэрозолей могут использоваться для количественной оценки и проверки точности и точности глобальных оценок выбросов от лесных пожаров на ежедневной основе. Авторы использовали наблюдения TROPOMI для оценки новой базы данных о выбросах пожаров на основе данных Глобального атласа пожаров для проекта Sense4Fire (GFA-S4F) и Глобальной системы пожарной ассимиляции (GFAS) системы мониторинга атмосферы Copernicus (CAMS) для ряда тестовых регионов по всему миру, представляющих наиболее важные типы лесных пожаров. Основное внимание уделяется биомам Амазонии и Серрадо (влажные тропические леса и вырубка лесов) в августе – сентябре 2020 года, но анализ также проводится для региона Африки к югу от Сахары (саванна), а также двух регионов Сибири (степи и бореальные леса/тундра). Выбросы от пожаров GFA-S4F и GFAS используются в качестве исходных данных для моделирования глобального состава атмосферы на основе IFS-COMPO, то есть расширения Интегрированной системы прогнозирования (IFS) ECMWF для моделирования состава атмосферы. Сравнение результатов модели с наблюдениями TROPOMI обеспечивает косвенную проверку реалистичности этих оценок выбросов. Кроме того, модель IFS-COMPO также используется для оценки модельной чувствительности общего содержания диоксида тропосферного азота к изменениям выбросов при пожаре. Это локальное соотношение используется для оптимизации выбросов NOx при пожаре непосредственно с использованием наблюдений за диоксидом азота Sentinel-5p. 

Результаты показывают, что для небольших пожаров оценки выбросов диоксида азота в среднем реалистичны, хотя и с большим разбросом, т.е. для отдельных пожаров выбросы могут быть значительно занижены или завышены независимо от базы данных о выбросах. Однако выбросы диоксида азота при крупных пожарах систематически и в значительной степени завышаются во всех четырёх регионах. Завышение может быть на порядок и даже больше. Для общих выбросов диоксида азота на территории эта «большая погрешность от пожаров» имеет второстепенное значение, т.е. в общих выбросах диоксида азота преобладают небольшие пожары. Оценки выбросов GFA-S4F характеризовались бо́льшим положительным смещением для случаев крупных выбросов NO₂ по сравнению с GFAS. Источник этой предвзятости не совсем понятен. Благодаря оптимизации выбросов NO₂ путём прямой корректировки выбросов с использованием наблюдений за диоксидом азота TROPOMI можно эффективно устранить значительную положительную погрешность. В сочетании с обновлённой информацией о выбросах NOx в почве, вызывающей слишком низкие фоновые уровни NOx, было достигнуто довольно хорошее согласие между IFS-COMPO и TROPOMI. 

Выбросы оксида углерода с использованием GFAS в целом были занижены (в среднем ~50 % для выбранных регионов). Обновление данных о выбросах окиси углерода в регионе Амазонки за счёт включения большего количества спутниковых данных Sentinel (GFA-S4F) действительно значительно уменьшило это смещение CO при пожаре (в среднем до ~ 25%). 

В целом результаты показывают, что данные TROPOMI позволяют систематически выявлять неопределённости и ошибки в выбросах пожаров на основе спутниковых данных. Результаты также показывают, что использование динамических коэффициентов выбросов может ещё больше улучшить глобальные кадастры выбросов, полученные со спутников. Кроме того, результаты также подчёркивают, что использование данных TROPOMI может быть гораздо более подробным и уточнённым для ежедневной оценки отдельных пожаров для лучшего понимания их динамики, а также для улучшения и диверсификации коэффициентов выбросов от пожаров.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2024/egusphere-2024-732/