Освоение земель не только сокращает общую площадь местообитаний, доступных другим видам, но и фрагментирует их на более мелкие и менее связанные участки, тем самым поддерживая более мелкие и менее связанные популяции. Экологи разработали различные метрики, отражающие разные аспекты фрагментации местообитаний, такие как количество и размер участков местообитаний и их распределение в пространстве. Цзоу и др. (Zou et al.) использовали данные дистанционного зондирования для количественной оценки степени фрагментации лесов мира с 2000 по 2020 год, сравнивая метрики, ориентированные на связность участков, агрегацию и структуру. Измерения, включающие связность местообитаний и агрегацию, показали, что более половины лесов мира стали более фрагментированными за последние два десятилетия. Эти изменения свидетельствуют о широко распространённой деградации лесов, выходящей за рамки прямых последствий потери местообитаний.

Фрагментация местообитаний, при которой смежные леса разбиваются на более мелкие, изолированные участки, угрожает биоразнообразию, нарушая перемещение видов, сокращая популяции и изменяя динамику экосистем. Прошлые оценки предполагали снижение глобальной фрагментации, но они опирались на структурные показатели, не учитывавшие экологическую связность. Авторы проанализировали глобальную фрагментацию лесов с 2000 по 2020 год, используя дополнительные показатели, которые учитывали связность участков, агрегацию и структуру. Метрики, основанные на связности, показали, что от 51 до 67% лесов во всём мире — и от 58 до 80% тропических лесов — стали более фрагментированными, что почти вдвое превышает показатель, предполагаемый традиционными структурно-ориентированными методами (от 30 до 35%). Метрики, ориентированные на агрегацию, подтвердили увеличение площади лесов на 57–83%. Это изменение обусловлено деятельностью человека, такой как сельское хозяйство и лесозаготовки. Тем не менее, в охраняемых тропических районах фрагментация сократилась на 82%, что подчёркивает потенциал целенаправленной природоохранной деятельности.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr6450

Главными темами номера являются:

• В фокусе внимания X Восточного экономического форума оказались проблемы глобального изменения климата
• «Никто не застрахован от последствий»: на саммите ООН обсудили климатические риски
• Бюллетень Всемирной метеорологической организации по качеству воздуха и климату

Также в выпуске:

• • • Россия представила в Секретариат РКИК ООН обновленный план по сокращению выбросов парниковых газов
    •  Россия поддержала создание технического органа по климатоустойчивости транспорта ЕЭК ООН
    •  Совет ШОС по ESG создадут на базе консорциума аналитических центров 
    •  Указ Президента Российской Федерации «О сокращении выбросов парниковых газов»
    •  Траты российских авиакомпаний на «зелёные» полёты оценили в ₽258 млрд
    •  Газ заменил уголь. Как в России борются с углеродным следом
    •  Власти Карачаево-Черкессии разработали паспорт климатической безопасности
    •  Министерством экономики Якутии разработаны рекомендации по адаптации районов к изменениям климата
    •  Новые публикации в российских и зарубежных научных изданиях
    •  Состояние мировых водных ресурсов в 2024 году - публикация Всемирной метеорологической организации
    •  Всемирная неделя водных ресурсов: вода играет важнейшую роль в адаптации к изменению климата

В данном исследовании рассматривается, как семь основных принципов устойчивости интегрируются в оценки устойчивости лесных систем к природным или антропогенным нарушениям в рамках концепций инженерной, экологической и социально-экологической устойчивости. В соответствии с руководящими принципами PRISMA*, поиск литературы в базе данных Web of Science по ключевым словам «устойчивость», «лес» и «экосистемные услуги» выдал 1828 исследований, из которых 330 соответствовали критериям отбора. Наиболее часто используемым критерием было разнообразие, подкритерий «разнообразия и избыточности» встречался в 50% исследований. Результаты показывают, что социальные и связанные с управлением принципы, обучение и экспериментирование (7%), участие (11%) и полицентрическое управление (9%) рассматривались нечасто. Хотя в многочисленных исследованиях использовались различные принципы для оценки устойчивости лесов, ни в одном из них не рассматривались все семь принципов совместно. Это подчёркивает значительный пробел в исследованиях и необходимость количественной оценки этих принципов в лесных системах. Понимание динамики лесных сообществ имеет важное значение для повышения долгосрочной устойчивости и стабильности обеих систем.

*Руководящие принципы PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic reviews and Meta-Analyses) — это минимальный набор элементов для отчётов в систематических обзорах и мета-анализах.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-025-02243-4

За последние три десятилетия оценки современного глобального углеродного бюджета неизменно демонстрируют значительное чистое поглощение углерода сушей. Авторы рассматривают данные, подтверждающие эту парадигму, и количественно оценивают различия в оценках чистого стока на суше в мире и Северном полушарии, полученных на основе атмосферной инверсии и спутниковых данных о биомассе растительности. Анализ авторов в сочетании с дополнительным синтезом подтверждает гипотезу о том, что чистый сток углерода на суше значительно слабее, чем принято считать. В глобальном масштабе их оценка чистого стока углерода на суше составляет 0,8 ± 0,7 Пг углерода в год с 2000 по 2019 гг., что почти в два раза ниже оценки Глобального углеродного проекта. С учётом одновременных корректировок потоков углерода в океане (+8%) и ископаемом топливе (−6%) авторы разработали бюджет, который частично учитывает ключевые ограничения, обусловленные содержанием углерода в растительности, градиентом CO₂ с севера на юг и трендами O₂. Далее описаны возможные модификации моделей для улучшения согласованности с более слабым поглощением на суше и несколько подходов к проверке гипотезы.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr5489

В моделях всегда есть ошибки. Как учёные определяют, какие из них наиболее важны, а какие — слишком велики?

Глобальные климатические модели — это программные гиганты, часто содержащие более миллиона строк кода.

Такие сложные модели неизбежно содержат ошибки, или «баги». Но поскольку результаты моделирования широко используются для разработки климатической политики, важно, чтобы они давали достоверные результаты.

Проске и Мельсен (Proske and Melsen) захотели понять, как специалисты по моделированию климата рассматривают, выявляют и устраняют ошибки. Они опросили 11 учёных и научных программистов из Института метеорологии Общества Макса Планка, работающих над климатической моделью ICON.

По словам опрошенных, при разработке нового кода для ICON он проверяется и тестируется на наличие ошибок перед интеграцией в саму модель.

Однако после интеграции кода тестирование обычно прекращается. Предполагается, что код не содержит ошибок, пока модель не начнёт вести себя странно или программист случайно не обнаружит ошибку, исследуя код по другим причинам. Даже когда модель даёт сбой, это не обязательно означает, что ошибку нужно исправлять, поскольку исследователи всегда идут на компромисс между скоростью и стабильностью модели, а иногда просто выводят модель за пределы того, с чем она может справиться, учитывая эти ограничения.

Отслеживание ошибок и их исправление может занять много времени, поэтому, даже если команда подозревает наличие ошибки, она иногда оценивает её влияние как настолько незначительное, что не требует исправления. Когда исследователи решают исправить ошибку, многие рассматривают этот процесс как продолжение климатологии: они выдвигают гипотезы о том, как ошибка может повлиять на поведение модели, а затем проверяют эти гипотезы, чтобы определить точную природу ошибки и способы её устранения.

Многие опрошенные отметили, что лучший способ избежать ошибок — это тщательно протестировать код перед его интеграцией в полную модель. Существуют инструменты для облегчения тестирования, такие как Buildbot и платформа разработки GitLab, и учёные отметили, что такие инструменты можно было бы более полно использовать в процессе разработки ICON. Однако они также отметили, что существуют неотъемлемые ограничения на то, насколько тщательно исследователи могут тестировать климатические модели, поскольку они не всегда знают, как будет выглядеть стопроцентно точная модель. Таким образом, у них нет базы, с которой они могли бы сравнивать фактические результаты модели.

Хотя опрошенные признали несовершенство модели ICON, они также сочли её «достаточно хорошей» для прогнозирования погоды или ответа на исследовательские вопросы, например, о влиянии повышения уровня углерода в атмосфере на глобальную температуру. Авторы пишут, что, хотя «принцип „достаточности“» прагматичен и понятен, он также может привести к недопониманию, если пользователи не осознают ограничений модели.
(Earth’s Future, https://doi.org/10.1029/2025EF006318, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/when-is-a-climate-model-good-enough

Поверхностные воды континентального шельфа считаются источником переменного, но увеличивающегося стока углекислого газа (CO₂) из ​​атмосферы, однако механизмы, контролирующие этот рост стока, неясны. Авторы установили, что зимний ветровой газообмен CO₂ между атмосферой и океаном и ветровое перемещение воды на шельфовые моря (или с них) согласуются с тенденцией к поглощению CO₂ в атмосфере многими шельфовыми морями. Анализ, основанный на 20-летних наблюдениях, показывает, что геострофические, ветровые и волновые течения вносят свой вклад в скорость движения воды на поверхностных шельфовых волнах, но преобладание каждого из них зависит от местоположения и сезона. Анализ этих потоков для четырнадцати шельфовых морей на основе их 20-летнего долгосрочного градиента парциального давления углекислого газа в системе «воздух-море» (их тенденция поглощения CO₂ в атмосфере) выявляет значимые связи между тенденцией поглощения и зимними (r² = 0,72 ± 0,03, p < 0,01, n = 14) и осенними (r² = 0,57 ± 0,05, p < 0,01, n = 14) ветровыми поверхностными потоками. Эти сигналы наиболее сильны зимой, но результаты согласуются в годовых масштабах. Включение зимнего ветрового газообмена CO₂ в системе «воздух-море» ещё больше усиливает этот результат, и в совокупности они описывают 82% дисперсии данных о тенденции поглощения CO₂ в атмосфере (r² = 0,82 ± 0,06, p < 0,01, n = 14). Полученные результаты показывают, что долгосрочные ветровые потоки воды и поверхностный газообмен являются ключевыми механизмами, контролирующими их химическую эволюцию и роль в поглощении CO₂. Эти данные, основанные на наблюдениях, подчёркивают необходимость изучения этих ветровых процессов в рамках методов, используемых для прогнозирования или понимания состояния карбонатной системы «континентальный шельф – море» и здоровья океана.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GB008461

В данной работе пространственные вариации трендов уровня моря, полученные по данным альтиметра, сравниваются с современными (1993–2014 гг.) и будущими трендами динамики уровня океана, полученными по данным современных климатических моделей. Анализируется ансамбль мультиклиматических модельных исторических расчётов в рамках CMIP6 (n = 560), и в глобальной картине динамики уровня океана по всему ансамблю обнаружено мало совпадений. Хотя в некоторых расчётах региональные тренды динамики уровня океана близки к данным альтиметра, ни одна из них не соответствует глобально (максимальная глобальная корреляция составляет 0,47, а диапазон 5%–95% от −0,20 до 0,26), и одновременное сопоставление с данными альтиметра в тропических и северных районах Тихого океана, а также в тропических и северных районах Атлантического океана представляет собой особую сложность. В данном исследовании основное внимание уделяется различиям между отдельными историческими расчётами и роли внутренней изменчивости, внешних воздействий и структурных факторов в формировании этих различий. Обнаружена тесная связь между закономерностями трендов температуры поверхности моря и трендами уровня моря, и оба они могут быть связаны с траекториями общих мод изменчивости атмосферы и океана с центрами действия в Индийском океане, тропической и северной части Тихого океана. Используя моделирование доиндустриального контроля, авторы определили, где внешнее воздействие вызывало и будет вызывать локальные (т. е. на уровне узлов сетки) динамические тренды уровня моря, которые значимы относительно внутренней изменчивости. В настоящее время (1992–2023 гг.) климатические модели предполагают, что динамические тренды уровня моря океана на площади около 15% от общей площади океана значимы относительно внутренней изменчивости, причём это величина увеличится до 37% к 2050 году в сценарии с высоким уровнем выбросов (33% в сценарии с низким уровнем выбросов).

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/20/JCLI-D-24-0336.1.xml

Новый анализ связывает пыль в пустыне с замерзанием облаков, что имеет важные последствия для моделей погоды и климата.

Пыль играет важную роль в образовании льда в атмосфере. Новый анализ спутниковых данных, опубликованный в журнале Science, показывает, что пыль может вызывать замерзание капель воды в облаках при более высоких температурах, чем в обычных условиях. Это открытие позволяет применить результаты лабораторных наблюдений к масштабам атмосферы и может помочь климатологам лучше моделировать будущие изменения климата.

В 1804 году французский учёный Жозеф Луи Гей-Люссак поднялся над Парижем на высоту около 7000 метров на водородном воздушном шаре без дополнительного кислорода, чтобы собрать пробы воздуха. Он отметил, что облака с большим количеством пылевых частиц, как правило, содержат больше замёрзших капель.

В XX веке учёные обнаружили, что чистая вода может оставаться жидкой даже при охлаждении до −34,5 °C. Но как только в атмосферу попадает даже крошечное количество материала, такого как пыль, она замерзает при гораздо более высоких температурах.

В 2012 году немецкие исследователи наконец смогли проверить это напрямую в эксперименте с камерой Вильсона. Они воссоздали условия облачности в лаборатории, добавили различные виды пустынной пыли и постепенно охлаждали камеру, чтобы наблюдать за температурами, при которых замерзали капли.

Для Диего Вильянуэвы (Diego Villanueva), изучающего атмосферу учёного из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (Швейцария) и ведущего автора нового исследования, поразительно, что учёные обнаружили эти процессы в лаборатории, но никто не исследовал их так подробно в природе.

Сложности были очевидны. Чтобы наблюдать за зарождением кристалла льда, исследователям понадобились бы приборы на самолёте или воздушном шаре, чтобы поймать микрометровую каплю в облаке в нужный момент. «Это как кот Шрёдингера», — сказал Даниэль Кнопф (Daniel Knopf), учёный из Университета Стоуни-Брук, не принимавший участия в исследовании. «Либо это кристалл льда, либо это капля жидкости».

В новом исследовании Виллануэва и его коллеги проанализировали 35-летние спутниковые данные о верхних слоях облаков во внетропических зонах Северного полушария — регионе, охватывающем Средний Запад США, юг Канады, Западную Европу и северную Азию. Исследователи хотели выяснить, влияет ли пыль на то, будут ли верхние слои облаков жидкими или ледяными. Они сосредоточились на верхних слоях облаков, а не на облаках целиком, просто потому, что они видны на спутниковых снимках.

Пыль пустыни и холодные облака

Вильянуэва и его коллеги изучили два набора спутниковых данных за период с 1982 по 2016 гг., пытаясь выявить микроскопические детали верхней части облаков, такие как количество ледяных кристаллов или размер капель. Один набор данных отслеживал, были ли верхние слои облаков жидкими или ледяными, а другой одновременно измерял количество пыли в воздухе. Хотя группа изучала глобальные закономерности, они сосредоточились на северном внетропическом поясе, где распространены облака смешанной фазы и где циркулируют большие объёмы пыли из пустынь, таких как Сахара и Гоби.

Но «качество набора данных было настолько низким, что все полученные данные представляли собой, по сути, просто шум», — добавил Вильянуэва. В итоге исследователи сосредоточились на более простой детали: доле облаков со льдом в верхней части. «На это у меня ушло почти 3 года», — сказал Вильянуэва.

Анализ показал, что в регионах с большим количеством пыли больше облаков с ледяными вершинами. Этот эффект был наиболее выражен летом, когда пустынные ветры поднимают больше всего пыли.

Выявилась характерная закономерность: десятикратное увеличение количества пыли примерно удвоило вероятность замерзания верхних частей облаков. «Чтобы заморозки стали наблюдаться в четыре раза чаще, нужно в 100 раз больше пыли», — пояснил Вильянуэва.

Новая работа показала, что те же процессы, которые исследователи наблюдали в микромасштабах в лабораториях, происходят в атмосфере Земли в гораздо больших масштабах. Даже с учётом влажности и движения воздуха пыль оставалась ключевым фактором зарождения льда в большинстве случаев, хотя есть и исключения. В некоторых местах, например, над Сахарой, несмотря на присутствие пыли, облаков образуется мало, возможно, предполагают авторы, потому что движение больших объёмов горячего воздуха предотвращает замерзание.

«Я считаю исследование довольно элегантным», — сказал Кнопф. Он пояснил, что сбор спутниковых данных за 35 лет, выявление связи между уровнями пыли и скоростью образования замёрзших облаков на верхней границе, а затем демонстрация её идеального соответствия лабораторным экспериментам — это, по сути, «гвоздь в крышку гроба» доказательства роли пыли в зарождении льда. Теперь у учёных есть надёжные спутниковые данные о непосредственном влиянии пылевых аэрозолей на замерзание облаков, что соответствует предсказаниям лабораторных экспериментов.

Это открытие имеет значение для моделирования климата. Чтобы точнее предсказывать последствия изменения климата, модели должны учитывать пыль и то, как она влияет на замерзание облаков и формирование осадков. Облака с жидкими верхушками отражают больше солнечного света и охлаждают планету, в то время как облака с ледяными верхушками пропускают больше солнечного света и удерживают тепло.

Однако Кнопф отметил, что предстоит ещё многое сделать, чтобы точно понять, что новые наблюдения означают для понимания климата учёными. «Если вы хотите точно знать количество осадков или влияние [пыли] на климат, вам действительно нужно знать количество жидких капель или количество ледяных кристаллов», — сказал он.

Вильянуэва намерен продолжать изучать облака и аэрозоли. В ближайшие 10–20 лет поверхность Земли может стать суше из-за изменения климата, что, вероятно, приведёт к увеличению количества пылевых аэрозолей в атмосфере. Он добавил: «Я хочу знать, как облака отреагируют при таком сценарии».

Ссылка: https://eos.org/articles/dust-is-the-skys-ice-maker

Межгодовая дисперсия продуктивности сельского хозяйства является важным фактором продовольственной безопасности. В предыдущих глобальных исследованиях отмечалась повышенная волатильность урожайности в результате потепления, но становится всё более очевидным, что изменения в доступности воды также являются ключевым фактором, определяющим урожайность. В настоящей работе авторы впервые в мире количественно оценили влияние изменения климата на дисперсию урожайности кукурузы, сои и сорго, обусловленную изменениями температуры и влажности почвы. Сочетание эмпирической модели сельскохозяйственных культур с моделированием в рамках CMIP6 показывает, что изменения температуры и влажности почвы увеличивают межгодовую дисперсию урожайности, обусловленную погодными условиями, на 7–19 %/°С для разных культур. Это увеличение примерно в равной степени обусловлено ранее количественно оценённым увеличением дисперсии температурного стресса, а также увеличением ковариации между температурным стрессом и стрессом, связанным с влажностью почвы. Результаты, полученные с помощью простой модели поверхности суши, согласуются с результатами, полученными с помощью моделирования в проекте CMIP6, указывая на то, что эта возросшая ковариация обусловлена ​​тем, что благодаря более тёплому воздуху почва быстрее высыхает, а сухие почвы способствуют большему потеплению.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady3575

Продукты реанализа океана всё чаще используются в полярных исследованиях, однако их применимость в Арктике требует обновления оценки в связи со значительными достижениями последних пяти лет. В данном исследовании представлена сравнительная оценка эффективности девяти продуктов реанализа океана с использованием наборов данных наблюдений с акцентом на ключевые параметры океана и морского льда. Результаты показывают, что все продукты реанализа эффективно отражают межгодовые и сезонные изменения температуры поверхности моря. Среди них ряды CORA и C-GLORSv7 хорошо отражают вертикальные изменения температуры океана, в то время как CORAv1.0 и GREPv2 демонстрируют выдающиеся возможности в характеристике теплосодержания океана. Солёность поверхности моря демонстрирует положительное смещение во всех продуктах, при этом TOPAZ4 достигает наименьшей среднеквадратической ошибки и наибольшего коэффициента корреляции как для солёности поверхности моря, так и для содержания соли в океане. TOPAZ4 хорошо работает на глубине 0–100 м, GLORYS2V4 на глубине 100–300 м, ORAS5 и GREPv2 как на глубине 0–100 м, так и на глубине 100–300 м, а C-GLORSv7 хорошо фиксирует вертикальную среднюю солёность океана на глубине 300–3000 м. Продукты океанического реанализа, как правило, показывают отрицательные аномалии глубины смешанного слоя, при этом ORAS5 превосходит другие. Продукты показывают устойчивую тенденцию к сокращению морского льда, согласующуюся с данными спутниковых наблюдений ESACCI. Данные GREPv2 и ORAS5 исключительно хорошо отражают концентрацию и протяжённость морского льда. Пространственное распределение средней кромки льда в сентябре подчёркивает выраженное отступление морского льда к полюсу, при этом Северный морской путь стал полностью судоходным в последние годы. Кроме того, TOPAZ4 близко соответствует данным спутниковых наблюдений CS2SMOS.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07842-1