«Переломные» элементы — это компоненты земной системы, которые могут резко и необратимо переходить из одного состояния в другое при определённых пороговых значениях. Не совсем понятно, в какой степени изменение в одной системе может влиять на другие области или элементы. Авторы предлагают подход с использованием климатической сети для анализа глобального воздействия заметного «переломного» элемента, зоны тропических лесов Амазонии. Обнаружено, что зона тропических лесов Амазонии демонстрирует сильную корреляцию с такими регионами, как Тибетское плато и Западно-Антарктический ледяной щит. Модели показывают, что идентифицированный путь распространения дальней корреляционной связи между зоной тропических лесов Амазонии и Тибетским плато устойчив к изменению климата. Кроме того, оказалось, что площадь снежного покрова Тибетского плато теряет стабильность с 2008 года. Также обнаружено, что различные экстремальные климатические явления между зоной тропических лесов Амазонии и Тибетским плато синхронизируются при изменении климата. Исследование подчёркивает, что «переломные» элементы могут быть связаны между собой, а также потенциальную предсказуемость их каскадной динамики.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01558-4

Горные ледники, многолетние ледяные массивы, помимо ледяных щитов Гренландии и Антарктики, являются критически важным водным ресурсом для почти двух миллиардов человек и находятся под угрозой глобального потепления. Раунс и др. (Rounce et al.) спрогнозировали, как на эти ледники повлияет глобальное повышение температуры на 1,5–4°C, обнаружив потерю от одной четверти до почти половины их массы к 2100 году. Их расчёты показывают, что ледники потеряют значительно больше массы и внесут больший вклад в повышение уровня моря, чем показывают современные оценки.

Потеря массы ледников влияет на повышение уровня моря, водные ресурсы и стихийные бедствия. Авторы представляют глобальные прогнозы эволюции ледников, за исключением ледяных щитов, для общих социально-экономических траекторий, откалиброванных с данными для каждого ледника. Прогнозируется, что ледники потеряют от 26 ± 6% (+1,5°C) до 41 ± 11% (+4°C) своей массы к 2100 г. по сравнению с 2015 г. для сценариев глобального изменения температуры. Это соответствует эквиваленту уровня моря от 90 ± 26 до 154 ± 44 миллиметров и приведёт к исчезновению от 49 ± 9 до 83 ± 7% ледников. Потеря массы линейно связана с повышением температуры, и, таким образом, уменьшение роста температуры сокращает потерю массы. На основании климатических обязательств, принятых на Конференции Сторон (COP26), прогнозируется, что средняя глобальная температура повысится на +2,7°C, что приведёт к повышению уровня моря на 115 ± 40 миллиметров и вызовет повсеместное таяние ледников в большинстве регионов средних широт к 2100 году.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo1324

Представлена коллекция экологических, геофизических и других данных, связанных с морской средой, для морских экологических моделей и моделей экологических ниш. Она состоит из 2132 растровых данных для 58 различных параметров в региональном и глобальном масштабах в формате ESRI-GRID ASCII. Большинство данных изначально относились к открытым данным, хранящимся в разнородных репозиториях с разными форматами и разрешениями. Другие данные были созданы специально для этой публикации. Коллекция включает 565 данных с диапазоном глобального масштаба; 154 с разрешением 0,5° и 411 с разрешением 0,1°; 196 данных с годовой временной агрегацией за ~10 ключевых лет между 1950 и 2100 гг.; 369 непрерывных данных с ежемесячной агрегацией с разрешением 0,1° с января 2017 г. по ~ май 2021 г. Также были выделены данные по восьми морским регионам Европы. Коллекция также включает прогнозы для различных будущих сценариев, таких как Репрезентативные пути концентрации 2.6 (63 данных), 4.5 (162 данных) и 8.5 (162 данных), а также сценария A2 Межправительственной группы экспертов по изменению климата (180 данных).

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01904-3

Прибрежные экосистемы могут эффективно удалять углекислый газ CO₂ из атмосферы и, таким образом, способствуют смягчению последствий изменения климата естественным путём. Естественные выбросы метана CH₄ из этих экосистем могут уравновешивать поглощение атмосферного CO₂. Тем не менее, знания о механизмах, поддерживающих такие выбросы CH₄, и их вкладе в суммарное радиационное воздействие остаются недостаточными для глобально распространённых макроводорослей, смешанной растительности и окружающих местообитаний отложений. Авторы показали, что эти местообитания выделяют в атмосферу CH₄ в диапазоне от 0,1 до 2,9 мг CH₄ м^-2 сут^-1, обнаружив выбросы CH₄ in situ от макроводорослей, которые поддерживались рассеивающимися метаногенными бактериями архейской эры в бескислородных микрорайонах. В течение годового цикла выбросы CH4 в эквиваленте CO₂ компенсируют 28 и 35% поглощающей способности углерода, связанной с поглощением CO₂ из атмосферы средами обитания макроводорослей и смешанной растительности, соответственно, и увеличивают суммарное выделение CO₂ из отложений без растительности на 57%. Учёт выбросов CH4 наряду с потоками CO₂ в морском воздухе и определение механизмов, контролирующих эти выбросы, имеют решающее значение для ограничения потенциала прибрежных экосистем как суммарных поглотителей атмосферного углерода и разработки обоснованных стратегий смягчения последствий изменения климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-35673-9

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-27315-3

Изучение повторяемости и масштабов климатических экстремальных явлений по мере потепления планеты имеет первостепенное значение, особенно при разделении влияния естественных и антропогенных воздействующих факторов. Случаи рекордных температур и осадков были изучены с использованием методов атрибуции событий. Предоставлен пространственный и временной анализ вклада природных и антропогенных факторов, основанный на наблюдениях с использованием современных методов обработки временных рядов. Показано, что риск экстремальных температур и осадков значительно увеличился в большинстве регионов мира. В некоторых районах вероятность появления экстремальных температур и осадков увеличилась, по крайней мере, в пять и два раза соответственно. Антропогенное воздействие было основной движущей силой такого увеличения, и его последствия усиливают естественное воздействие. Также указаны «горячие точки» риска, определяемые как регионы, в которых присутствуют повышенный риск экстремальных явлений и высокая подверженность риску по критериям в виде либо высокого валового внутреннего продукта (ВВП), либо большой численности населения. В 2018 году усиление антропогенного воздействия в основном является причиной повышенного риска экстремальных температур/осадков, затрагивающих 94%/72% населения мира и 97%/76% мирового ВВП по сравнению с базовым периодом 1961–1990 гг.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-27220-9

Весной 2019 года и в конце лета 2020 года над проливом Фрама к северо-западу от Шпицбергена были проведены две авиационные полевые кампании, посвящённые наблюдениям за арктическими облаками смешанной фазы, процессами в пограничном слое и их ролью в арктическом усилении. Последняя кампания была тесно связана с экспедицией Многопрофильной дрейфующей обсерватории по изучению арктического климата (MOSAiC). Всеобъемлющие наборы данных об облачной арктической атмосфере были собраны с помощью приборов дистанционного зондирования, стационарных зондов, приборов для измерения турбулентных потоков энергии и импульса и сбрасываемых зондов на борту исследовательского самолета AWI Polar 5. Всего было выполнено 24 полёта с налётом над открытым океаном, краевой зоной морских льдов и морскими льдами, составившим 111 часов. Наборы данных соответствуют задокументированным методам и обеспечению качества и подходят для исследований арктических облаков смешанной фазы и процессов их преобразования, для исследований с акцентом на процессы в арктическом пограничном слое и для приложений спутниковой проверки. Все наборы данных находятся в свободном доступе через мировой центр обработки данных PANGAEA.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-022-01900-7

Стихийные бедствия, связанные с погодой, водой и климатом, в том числе экстремальные наводнения, жара и засуха, затронули миллионы людей и обошлись в миллиарды долларов в 2022 году в результате усиления контроля и последствий антропогенного изменения климата. 

По данным Всемирной метеорологической организации, события 2022 года ещё раз подчеркнули очевидную необходимость сделать гораздо больше для сокращения выбросов парниковых газов — с более эффективным их мониторингом — и для усиления адаптации к изменению климата, в том числе посредством всеобщего доступа к ранним предупреждениям. 

Последние восемь лет могут стать восьмью самыми тёплыми за всю историю наблюдений. Данные о глобальной температуре за 2022 год будут опубликованы в середине января. Похолодание Ла-Нинья, продолжающееся уже третий год, означает, что 2022 год не будет самым тёплым годом за всю историю наблюдений. Но его охлаждающее воздействие будет недолгим и не обратит вспять долгосрочную тенденцию к потеплению, вызванную рекордными уровнями удерживающих тепло парниковых газов в атмосфере. 

Годовой прогноз глобальной температуры, подготовленный Метеобюро Великобритании, предполагает, что средняя глобальная температура за 2023 год будет на 1,08–1,32°C (с центральной оценкой 1,20°C) выше среднего значения доиндустриального периода (1850–1900 гг.). Это будет десятый год подряд, когда температура по крайней мере на 1°C превысит доиндустриальный уровень. Вероятность временного преодоления предела Парижского соглашения в 1,5°C со временем возрастает. 

«В этом году мы столкнулись с несколькими драматическими погодными катаклизмами, которые унесли слишком много жизней и средств к существованию и подорвали здоровье, продовольственную, энергетическую и водную безопасность и инфраструктуру. Одна треть Пакистана была затоплена, что привело к крупным экономическим потерям и человеческим жертвам. Рекордные волны тепла наблюдались в Китае, Европе, Северной и Южной Америке. Продолжительная засуха на Африканском Роге грозит гуманитарной катастрофой», — заявил Генеральный секретарь ВМО профессор Петтери Таалас (Petteri Taalas). 

«Необходимо усилить готовность к таким экстремальным явлениям и обеспечить выполнение цели ООН по раннему предупреждению для всех жителей Земли в ближайшие пять лет», — сказал профессор Таалас. 

Ранние предупреждения, увеличение инвестиций в базовую глобальную систему наблюдений и повышение устойчивости к экстремальным погодным и климатическим явлениям будут одними из приоритетов ВМО в 2023 году, в котором сообщество ВМО отмечает свое 150-летие. 

ВМО также будет продвигать новый способ мониторинга стока и источников двуокиси углерода, метана и закиси азота с использованием наземной Глобальной службы атмосферы, спутников и ассимиляционного моделирования. Это позволит лучше понять поведение основных парниковых газов в реальной атмосфере. Например, существуют большие неопределённости, связанные с интенсивностью стока углерода в биосфере и источников метана, которые можно будет лучше отслеживать с помощью нового метода, сказал профессор Таалас.

Климатические индикаторы  

Парниковые газы — это лишь один из климатических индикаторов, достигших рекордных уровней. Уровень моря, теплосодержание океана и его закисление также рекордно высоки. Скорость повышения уровня моря удвоилась с 1993 года. С января 2020 года он вырос почти на 10 мм и достиг нового рекордного значения в 2022 году. Согласно предварительному отчёту ВМО «Состояние глобального климата в 2022 году», только на последние два с половиной года приходится 10 процентов общего повышения уровня моря с момента начала спутниковых измерений почти 30 лет назад. 

2022 год нанёс исключительно тяжелый урон ледникам в европейских Альпах, с первоначальными признаками рекордного таяния. Ледяной щит Гренландии терял массу 26-й год подряд, и в сентябре на вершине впервые пошёл дождь (а не снег). 

Новая оценка Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) показала, как изменение климата подпитывает более тёплую, влажную и бурную Арктику. 

Тайфун, дым от лесных пожаров и усиливающийся дождь — это не то, что большинство представляет себе, думая об Арктике. Тем не менее, это некоторые из климатических событий, включённых в отчёт NOAA по Арктике за 2022 год, дающий подробную картину того, как потепление меняет форму когда-то надёжно замёрзшего, покрытого снегом региона, который нагревается быстрее, чем любая другая часть земного шара. 

Хотя 2022 год не побил глобальных температурных рекордов, во многих частях мира был установлен ряд национальных температурных рекордов. 

Большая часть северного полушария была подвержена исключительно жаркой и сухой погоде. В Индии и Пакистане в марте и апреле наблюдалась рекордная жара. В Китае были самая обширная и продолжительная волна тепла с момента начала фиксирования национальных рекордов и второе среди самых засушливых лето за всю историю наблюдений. Большая часть Европы изнемогала от повторяющихся эпизодов сильной жары. В Соединённом Королевстве 19 июля был установлен новый национальный рекорд, когда температура впервые превысила 40°C. Это сопровождалось постоянной и разрушительной засухой и лесными пожарами. 

В Восточной Африке количество осадков было ниже среднего в течение четырёх дождливых сезонов подряд – периода, самого продолжительного за 40 лет, что вызвало крупный гуманитарный кризис, затронувший миллионы людей, нанесший ущерб сельскому хозяйству и уничтоживший домашний скот, особенно в Эфиопии, Кении и Сомали. 

Рекордные дожди в июле и августе привели к обширным наводнениям в Пакистане. По меньшей мере 1 700 человек погибли и пострадали 33 миллиона человек. 7,9 миллиона человек были перемещены. Наводнение произошло сразу после сильной жары в марте и апреле как в Индии, так и в Пакистане. 

На большой территории, сосредоточенной вокруг центрально-северной части Аргентины, а также южной части Боливии, центральной части Чили и большей части Парагвая и Уругвая, в конце ноября и начале декабря 2022 года наблюдались рекордные температуры во время двух последовательных волн тепла. Исследование, проведённое всемирно известными учёными из сети World Weather Attribution показало, что изменение климата сделало раннюю жару примерно в 60 раз более вероятной.

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/climate-and-weather-extremes-2022-show-need-more-action

Климат Земли за последние 4,6 миллиарда лет неоднократно менялся между холодными (ледниковыми) и тёплыми (тепличными) условиями. Широко распространено мнение, что в самых жарких условиях («супертеплицы») отсутствовала активная криосфера. Авторы показывают, что во время первичного «супертепличного» мелового периода на Земле активная криосфера с многолетней мерзлотой существовала в пустынях Китайского плато (астрохронологический возраст ок. 132,49–132,17 млн лет) и что современным аналогом этих криосферных условий является система эолийской многолетней мерзлоты в районе озера Цюнкуай Лебаши, Синьцзян-Уйгурский автономный район, Китай. Примечательно, что многолетняя мерзлота мелового плато была одного возраста с морскими криосферными индикаторами в Арктике и Австралии, что указывает на сильную связь в системе «океан-атмосфера». Многолетняя мерзлота мелового периода содержала богатый микробиом на субтропической палеошироте и палеовысоте 3–4 км, что аналогично современной многолетней мерзлоте в западных Гималаях. Существовавшее представление о постоянных свободных ото льда тепличных условиях в течение мелового периода подавляло рассмотрение таяния многолетней мерзлоты как источника углерода и питательных веществ в палеоокеанах и палеоатмосфере.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-35676-6