Водно-болотные угодья северных высоких широт являются значительными источниками метана, выбросы которого обусловлены сезонным промерзанием и оттаиванием почвы. Чтобы лучше понять сезонность выбросов метана в северных высоких широтах, авторы определили сезон весеннего таяния снега, используя данные дистанционного зондирования влажности почвы и солёности океана за 2011–2021 гг. Для оценки выбросов метана в северных высоких широтах была использована атмосферная инверсионная модель CarbonTracker Europe-CH4. Сезон таяния снега был определён для трёх зон многолетней мерзлоты и для сезонно замерзающих регионов, не подверженных многолетней мерзлоте, с использованием двух подходов: регионального, учитывающего климатические условия регионов многолетней мерзлоты, и сеточного, который определяет сезон таяния снега в более мелком масштабе 1° × 1°.

Продолжительность и сроки сезона таяния снега значительно различались в зависимости от выбранного подхода. Сезон таяния обычно продолжался с марта по июнь и находился под влиянием температуры воздуха, с отрицательной корреляцией между его длиной и средней температурой. Самый длинный сезон таяния был в зоне отсутствия многолетней мерзлоты, а самый короткий варьировался между двумя методами. Выбросы сезона весеннего таяния в среднем составляли 1,83 Тг при региональном и 0,45 Тг при сеточном подходе, причём на зону отсутствия многолетней мерзлоты приходилось наибольшая доля весенних выбросов. Выбросы в значительной степени зависели от продолжительности сезона. Межгодовые колебания были незначительными, в пределах 15 % (на основе региона) и 23 % (на основе сетки) от средних выбросов, и также не было никакого тренда в течение периода исследования. Использованный двухметодный подход позволяет проводить надёжное сравнение как с крупномасштабными региональными исследованиями, так и с локальными исследованиями на уровне участка.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-2794/

Многолетняя мерзлота становится всё более уязвимой к таянию и разрушению из-за потепления арктического климата и лесных пожаров. Арктическая многолетняя мерзлота содержит треть мировых запасов углерода (C) в почве и значительные запасы азота (N). Большая часть органического вещества многолетней мерзлоты находится в российской части едомы. Почвы этого отдалённого региона характеризуются высоким содержанием углерода и азота в минеральных почвах и массивными, структурированными ледяными жилами, подверженными деградации после воздействия. Тем не менее, остаётся неизвестным, как запасы углерода и азота в едоме будут реагировать на взаимодействие потепления климата, лесных пожаров и таяния многолетней мерзлоты. Авторы изучили воздействие пожаров и таяния многолетней мерзлоты в лесах едомы, выгоревших в 2001 году. Они измерили запасы углерода и азота, характеристики почвы, а также химический состав и продуктивность листвы. Было обнаружено, что горение уменьшает глубину органического слоя почвы, способствует углублению активного слоя и инициирует просадку грунта. Таяние активного слоя многолетней мерзлоты привело к 50%-ному сокращению пулов почвенного углерода в верхних 125 см, что подтверждается данными об увеличении разложения из-за сигнатур изотопов почвенного углерода и снижении соотношения C:N. Выжигание и просадка аналогичным образом уменьшили общие пулы почвенного азота на 50%, лабильные пулы азота на 75% и лиственный азот. Изотопные сигнатуры азота листвы стали более истощёнными после возмущения, что предполагает большую зависимость от микоризного поглощения* и/или NO₃−. В целом таяние многолетней мерзлоты мобилизовало органическое вещество почвы, сократив запасы почвенного углерода, пулы азота и общую совокупность питательных веществ. Разрушение многолетней мерзлоты является не только значительным источником атмосферного углерода, также ограничения цикла азота могут дополнительно снизить долгосрочный потенциал секвестрации углерода, который уравновешивает потерю углерода многолетней мерзлотой по мере восстановления экосистемы после возмущения.

*Микоризное поглощение — процесс, при котором мицелий гриба (микориза) взаимодействует с корневой системой высших растений.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024JG008631

В 2023 году в Мировом океане наблюдались самые интенсивные и масштабные морские волны тепла за всю историю наблюдений. Некоторые из них продолжались более 500 дней и охватывали практически весь земной шар. Эти обжигающие температуры океана вызывают массовое обесцвечивание кораллов и угрожают рыболовству, а также сигнализируют о более глубоких, общесистемных изменениях климата.

Согласно новому исследованию, глобальные морские волны тепла 2023 года были беспрецедентными по своей интенсивности, продолжительности и масштабу. Результаты исследования позволяют понять региональные факторы, обуславливающие эти явления, и связывают их с более широкими изменениями в климатической системе планеты. Они также могут предвещать наступление переломного момента в климате. Морские волны тепла — это интенсивные и продолжительные эпизоды необычно высоких температур океана.

Эти явления представляют серьёзную угрозу морским экосистемам, часто приводя к повсеместному обесцвечиванию кораллов и массовой гибели. Они также влекут за собой серьёзные экономические последствия, нанося ущерб рыболовству и аквакультуре. Общеизвестно, что антропогенное изменение климата приводит к быстрому увеличению частоты и интенсивности экстремальных погодных явлений.

В 2023 году экстремальные погодные явления наблюдались в регионах по всему миру, включая Северную Атлантику, тропическую часть Тихого океана, Южную и Северную части Тихого океана. Однако причины возникновения, сохранения и усиления широко распространённых экстремальных погодных явлений остаются недостаточно изученными.

Чтобы лучше понять экстремальные погодные явления 2023 года, Тяньюнь Дун и его коллеги (Tianyun Dong and colleagues) провели глобальный анализ, используя комбинированные спутниковые наблюдения и данные реанализа океана, в том числе данные проекта высокого разрешения ECCO2 (Оценка циркуляции и климата океана – фаза II).

Согласно результатам, экстремальные погодные явления 2023 года установили новые рекорды по интенсивности, продолжительности и географическому охвату, длительность которых в четыре раза превысила средний исторический показатель и охватила 96% поверхности Мирового океана. В региональном плане наиболее интенсивное потепление наблюдалось в Северной Атлантике, тропической части восточной части Тихого океана, северной части Тихого океана и юго-западной части Тихого океана, на которые в совокупности приходится 90% аномалий нагрева океана.

Исследователи показывают, что североатлантическое экстремальное погодное явление, начавшееся ещё в середине 2022 года, продолжалось 525 дней, в то время как событие в юго-западной части Тихого океана побило предыдущие рекорды своим огромным пространственным охватом и большей продолжительностью. Более того, в тропической зоне восточной части Тихого океана температурные аномалии достигли пика в 1,63 градуса Цельсия в начале Эль-Ниньо.

Используя анализ теплового баланса смешанных слоёв, учёные выявили различные региональные факторы, способствующие формированию и поддержанию этих явлений, включая увеличение солнечной радиации из-за уменьшения облачности, ослабление ветров и аномалии океанических течений. По мнению исследователей, экстремальные погодные явления 2023 года могут ознаменовать собой фундаментальный сдвиг в динамике системы «океан-атмосфера», потенциально служа ранним предупреждением о приближающемся переломном моменте в климатической системе Земли.

Ссылка: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/07/250724232417.htm

Авторы разработали глобальный набор данных о потоках углерода GloFlux, используя модель машинного обучения, которая интегрирует данные in situ наблюдений FLUXNET, AmeriFlux, ICOS, JapanFlux2024 и HBRFlux со спутниковыми данными дистанционного зондирования и метеорологическими данными. Набор данных охватывает период с 2000 по 2023 гг. и имеет пространственное разрешение 0,1° × 0,1° и месячное временное разрешение. Он включает три ключевые переменные: валовую первичную продуктивность (Gross Primary Productivity, GPP), суммарный экосистемный обмен (Net Ecosystem Exchange, NEE) и экосистемное дыхание (Ecosystem Respiration, RECO). Валидация на независимых участках потока, не использованных при обучении модели, показывает высокую эффективность на уровне участка с коэффициентами корреляции 0,84 для GPP, 0,66 для NEE и 0,80 для RECO. Пространственно-временные структуры GloFlux хорошо согласуются с существующими наборами данных, такими как FLUXCOM и MODIS, что подтверждает надёжность и устойчивость продукта. GloFlux представляет собой ценный ресурс для оценки глобальной динамики растительности и понимания реакции экосистем на изменение климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-05672-8

Протяжённость морского льда Антарктики, подверженного значительным сезонным изменениям и играющего ключевую роль в глобальной климатической системе, постепенно увеличивалась с конца 1970-х годов по 2015 год, но в 2016 году наблюдалось резкое сокращение его площади, за которым последовали рекордно низкие показатели в последующие годы. В данном исследовании рассматриваются причины недавнего изменения режима динамики площади морского льда Антарктики с использованием глобальной модели взаимодействия морского льда и океана с разрешением 0,25°, вызванного граничными условиями на поверхности, полученными на основе атмосферного реанализа. Численные эксперименты показывают, что термодинамические граничные условия, в частности, повышенные температуры поверхности моря к северу от кромки морского льда, являются основными факторами сокращения площади морского льда Антарктики. Кроме того, ветровое напряжение частично способствует изменчивости летнего морского льда. Эти результаты подчёркивают, что рост температуры поверхности моря у кромки морского льда, являющийся результатом взаимодействия атмосферы и океана в условиях продолжающегося атмосферного потепления, играет ключевую роль в недавнем снижении площади морского льда в Антарктике.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115256

Наземные и морские экосистемы составляют основные компоненты биосферы Земли, однако их фотосинтетическая продукция, как правило, изучается отдельно, что ограничивает понимание планетарного поглощения углерода и состояния биосферы. В данной работе, используя множество спутниковых данных, авторы выявили контрастные тенденции суммарной первичной продуктивности суши и океана, вероятно, отражающие их различную чувствительность к потеплению климата, особенно в тропических регионах. Планетарная суммарная первичная продуктивность демонстрирует общее увеличение на 0,11 ± 0,13 ПгС в год (P = 0,05) с 2003 по 2021 гг., обусловленное значительным увеличением на суше на 0,20 ± 0,07 ПгС в год (P < 0,001) и частично компенсированное снижением в океане на −0,12 ± 0,12 ПгС в год (P = 0,07). В то время как суша вносит вклад в сильный восходящий тренд суммарной первичной продуктивности, межгодовая изменчивость глобальной суммарной первичной продуктивности в основном обусловлена океаном, особенно во время сильных явлений Эль-Ниньо – Южного колебания. Представленные выводы подчёркивают устойчивость и потенциальную уязвимость первичной продуктивности биосферы в условиях потепления климата, что требует комплексного мониторинга и оценки состояния системы «суша-океан» для поддержки инициатив по смягчению антропогенного изменения климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-025-02375-1

Американское Метеорологическое Общество (AMS) опубликовало заявление, в котором излагаются фундаментальные недостатки синтетического климатического доклада Министерства энергетики США за 2025 год.

В заявлении отмечается:

«Каждый из этих недостатков сам по себе ставит доклад в противоречие с научными принципами и практикой. Чтобы доклад точно отражал научное понимание и был полезен в качестве основы для обоснованной политики и принятия решений, Министерство энергетики должно сначала устранить все пять недостатков, а затем провести комплексную оценку научных данных. Если Министерство энергетики это сделает, то результатом почти наверняка будут выводы, в целом соответствующие предыдущим комплексным научным оценкам изменения климата, проведённым, например, Национальными академиями наук, инженерии и медицины (National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine, NASEM), Американской ассоциацией содействия науке (American Association for the Advancement of Science, AAAS), Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК), Американским Метеорологическим Обществом (AMS) и широким кругом других научных организаций».

В заключение говорится:

«Пять выводов являются обоснованными при всестороннем учёте научных данных. Они постоянно подтверждаются независимыми экспертами в данной области и независимыми научными учреждениями по всему миру. Десятилетия интенсивных исследований изменения климата показывают, что:
1. Климат меняется, и скорость и масштабы этих изменений нетипичны для человеческого опыта.
2. Люди являются основной причиной современного изменения климата, в основном за счет сжигания ископаемого топлива.
3. Изменение климата пагубно для человечества, и угрозы для людей и всего живого возраста возрастают.
4. Существует широкий спектр вариантов реагирования, которые могут снизить опасность изменения климата.
5. Те, кто изучает научные данные, единодушно согласны с этим».

Ссылка: https://www.ametsoc.org/ams/about-ams/ams-statements/statements-of-the-ams-in-force/the-practice-and-assessment-of-science-five-foundational-flaws-in-the-department-of-energys-2025-climate-report/?utm_source=Subscribers&utm_medium=Email&utm_campaign=Newsletter&_zs=5sSBd1&_zl=Lh4M

Предыдущие исследования, основанные на моделировании арктического тропосферного озона (O₃), показали, что большинство атмосферных моделей по-прежнему испытывают трудности, особенно с учётом сезонных вариаций в прибрежных районах, что в первую очередь связано с недостаточной репрезентативностью описания химии брома в арктическом поверхностном слое. В данном исследовании для моделирования состояния арктического озона в нижней тропосфере в 2015 году использовались две независимые транспортно-химических модели: DEHM (датская полушарная эйлерова модель) и GEM-MACH (глобальная многомасштабная модель окружающей среды – моделирование качества и химии воздуха). Они были использованы для моделирования арктического O₃ в нижней тропосфере в 2015 году с существенно более высоким горизонтальным разрешением (25 и 15 км соответственно), чем крупномасштабные модели в предыдущих исследованиях. Обе модели учитывают химию брома, но с различными механистическими представлениями источников брома из покрытых снегом и льдом полярных регионов: механизм источника брома из низовой метели в DEHM и механизм источника брома из снежного покрова в GEM-MACH. Результаты моделирования сравнивались с набором данных наблюдений в Арктике, включая ежечасные наблюдения с наземных станций и мобильных платформ (буёв и судов), а также профили озонозондов, чтобы оценить способность моделей воспроизводить концентрацию O₃ в нижней тропосфере Арктики, в частности, в плане учёта сезонных колебаний и ключевых процессов, контролирующих эти колебания.

Обнаружено, что обе модели ведут себя весьма схожим образом вне весеннего периода и способны фиксировать наблюдаемый общий сезонный цикл O₃ на поверхности и изменчивость синоптического масштаба, а также воспроизводить вертикальные профили концентрации O₃ в Арктике. GEM-MACH (с механизмом источника брома в снежном покрове) смогла хорошо воспроизводить большинство наблюдаемых весенних событий истощения озонового слоя на побережье и буях, в то время как DEHM (с механизмом источника брома в низовой метели) смоделировала гораздо меньше таких событий. Настоящее исследование показывает, что процесс истощения O₃ весной играет центральную роль в управлении сезонным циклом поверхностного O₃ в центральной Арктике и что истощения озонового слоя, вызванные бромом, хотя и происходят наиболее заметно в нижних нескольких сотнях метров воздуха над Северным Ледовитым океаном, могут вызвать 5–7 % потери общего панарктического тропосферного содержания O₃ весной. Модельные оценки также показали общее повышение панарктической концентрации O₃ из-за выбросов лесных пожаров в северной бореальной зоне летом 2015 года; это повышение более существенно на больших высотах. Более высокие значения избытка O₃ (ΔO_3/ΔCO), обнаруженные на больших высотах по сравнению с поверхностными слоями атмосферы, указывают на более высокую эффективность фотохимического образования O₃ на больших высотах в воздушных массах, затронутых пожарами. Модельные расчёты также показали увеличение концентрации NOy в Арктике из-за лесных пожаров; значительная часть NOy, образующегося в результате выбросов лесных пожаров, находится в форме полиакриламида (PAN), который переносится в Арктику, особенно на больших высотах, потенциально способствуя образованию там O₃.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/25/8355/2025/

Изменения климата проявляются не только в нагреве воздуха и океана, но и почвы, где ключевые процессы, определяющие плодородие и связывание углерода, протекают в точно отрегулированном равновесии.

Арктические и субарктические почвы хранят значительную часть углерода Земли. Однако повышение температуры может привести к истощению этих почв от азота — ключевого питательного вещества. Согласно новому исследованию, эта потеря может замедлить рост растений, ограничить способность почв накапливать углерод и усилить глобальное потепление.

Высокоширотные почвы хранят огромное количество углерода, поскольку низкие температуры замедляют микробную активность. Хотя растения производят органическое вещество посредством фотосинтеза, микроорганизмы не могут потреблять его достаточно быстро, что приводит к его накоплению с течением времени. Учёные давно опасались, что потепление в Арктике ускорит микробную активность, высвобождая накопленный углерод в атмосферу в виде углекислого газа (CO₂). Но они также надеялись, что более высокие температуры стимулируют рост растений, которые будут реабсорбировать часть углерода и частично компенсировать эти выбросы.

Новое исследование показывает, что последний сценарий весьма маловероятен, поскольку потепление приводит к потере почвами азота с последующим подавлением роста растений.

Результаты получены в результате десятилетнего эксперимента на субарктических лугах недалеко от Хверагерди, Исландия. В 2008 году мощное землетрясение изменило потоки геотермальных вод в регионе, превратив ранее средние участки почвы в зоны естественного нагрева с температурными градиентами от 0,5°C до 40°C выше прежнего уровня. Это событие создало уникальную природную лабораторию для наблюдения за реакцией экосистем на долгосрочное потепление.

Используя стабильные изотопы азота-15 для отслеживания потоков питательных веществ в ландшафте, исследователи обнаружили, что на каждый градус Цельсия потепления почвы теряли от 1,7% до 2,6% азота. Наибольшие потери наблюдались зимой и ранней весной, когда микробы оставались активными, а растения находились в состоянии покоя. В это время в почву попали азотсодержащие соединения, такие как аммоний и нитраты, но, поскольку растения не могли их усваивать, они либо выщелачивались в грунтовые воды, либо уходили в атмосферу в виде закиси азота – парникового газа, почти в 300 раз более мощного, чем CO₂.

Результаты исследования были опубликованы в статье в журнале Global Change Biology (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70309).

«Мы не ожидали потери азота», — сказала Сара Мараньон (Sara Marañón), почвовед из Центра экологических исследований и лесного хозяйства в Испании и первый автор исследования, — «Механизмы почвы, накапливающие азот, разрушаются».

Более скудная, более быстрая экосистема

Исследователи также обнаружили, что потепление ослабило те самые механизмы, которые помогают почве удерживать азот. На более тёплых участках микробная биомасса и плотность тонких корней — ключ к накоплению азота — были значительно ниже, чем на более холодных. Хотя микробов было меньше, их метаболизм был быстрее, выделяя больше CO₂ на единицу биомассы. Тем временем растениям было трудно адаптироваться, отставая как в росте, так и в усвоении питательных веществ.

«Микробные сообщества способны адаптироваться и достигать нового равновесия с более высокой скоростью активности», — сказала Мараньон. «Но растения не могут за ними угнаться».

Усиление микробного метаболизма изначально приводит к большему потреблению азота и углерода, имеющихся в почве. Однако через 5–10 лет система, по-видимому, достигает нового равновесия: снижается уровень органического вещества и плодородие. Этот сдвиг предполагает, что потепление почв может привести к постоянному снижению плодородия, затрудняющему восстановление растительности и приводящему к необратимой потере углерода.

Учёные традиционно считали, что по мере ускорения разложения органического вещества в более тёплом климате содержащийся в нём азот становится более доступным, что приводит к повышению продуктивности, отметил Эрик Вербрюгген (Erik Verbruggen), почвенный эколог из Антверпенского университета в Бельгии, не принимавший участия в исследовании. «В этой работе показано, что на самом деле этого не происходит».

Вместо этого азот вымывается из почвы весной, что делает его недоступным для увеличения производства биомассы. «Это не столь оптимистичное заявление», — сказал Вербрюгген.

Недооценённый источник парниковых газов

В связи с тем, что арктические регионы теплеют быстрее, чем в среднем по миру, это нарушение круговорота питательных веществ вскоре может стать более очевидным. Потеря азота и углерода из почв холодных регионов может представлять собой значительный и ранее недооценённый источник выбросов парниковых газов, который ещё не в полной мере учтён в современных климатических моделях.

Исследователи планируют изучить ранние фазы потепления почвы, пересаживая фрагменты обычной почвы в прогретые районы, а также изучить, как различные типы почв реагируют на жару. Мараньон отметила, что исследуемые исландские почвы имеют вулканическое происхождение и очень богаты минералами, в отличие от органических торфяных почв, распространённых в других арктических регионах.

«Арктические почвы также включают в себя многолетнюю мерзлоту в таких местах, как север России и некоторые районы Скандинавии, и являются крупнейшими резервуарами углерода в мировой почве», — сказал Вербрюгген. С другой стороны, почвы, проанализированные в этом исследовании, представляли собой маломощные луговые почвы. «Они не обязательно являются репрезентативными для всех арктических почв».

Тем не менее, добавил Вербрюгген, результаты исследования подчёркивают тонкий баланс между продуктивностью и потерей питательных веществ в этих системах.

Большие запасы углерода в почве делают её серьёзным риском при неправильном управлении, сказала Мараньон. «Но она также может стать потенциальным союзником и компенсировать выбросы CO₂».

Ссылка: https://eos.org/articles/as-the-arctic-warms-soils-lose-key-nutrients

Авторы использовали связанную одномерную (single-column) модель «суша-поверхность-атмосфера» для изучения влияния вырубки лесов и изменения адвективного потока влаги (АПВ) на амазонскую экосистему. Было обнаружено, что при текущих условиях сокращение лесного покрова до 35% или уменьшение АПВ примерно на 10% (примерно на 6% меньше осадков) приводит к переходу системы от влажного климата с тропическими лесами к более сухому климату с растительностью, подобной саванне. Система реагирует крайне нелинейно на совокупное воздействие АПВ и вырубки лесов. Небольшие изменения лесного покрова или адвекции влаги могут привести к резкому переходу системы в устойчивые состояния леса, саванны или кустарниковой растительности. Поведение модели во многом определяется обратной связью между поверхностью земли и атмосферой, при этом естественные изменения растительности играют важную роль. Результаты этих исследований показывают, что, согласно текущим климатическим прогнозам, продолжающаяся вырубка лесов, вероятно, спровоцирует переход к состоянию, подобному саванне, по всей Амазонии в течение этого столетия.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL108304