Климатические модели последнего поколения прогнозируют широко варьирующиеся величины будущих изменений экстремальных осадков, что затрудняет эффективное планирование адаптации. Было предложено множество ограничений наблюдений для снижения неопределённости этих прогнозов в глобальном и субконтинентальном масштабах, но для адаптации обычно требуется подробная информация локального масштаба. Здесь представлена основанная на температуре адаптивная стратегия возникающих ограничений в сочетании с агрегацией данных, снижающей дисперсию ошибок прогнозируемых изменений на конец века в годовых экстремальных значениях суточных осадков в сценарии с высокими выбросами на >20% в большинстве регионов мира. Эти улучшенные прогнозы могут принести пользу почти 90% населения мира, позволяя улучшить оценку воздействия и планирование адаптации на местных уровнях. Эта физически мотивированная стратегия, учитывающая термодинамические и динамические компоненты прогнозируемого изменения экстремальных осадков, использует связь между глобальным потеплением и термодинамическим компонентом экстремальных осадков. Строгая перекрёстная проверка даёт убедительные доказательства её надёжности в ограничении прогнозов локальных экстремальных осадков.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56235-9

Наблюдения за слоем океана, лежащим под поверхностью, редки и приводят к большим неопределённостям в любой оценке на модельной основе. Авторы исследуют применимость нейронных сетей на основе трансферного обучения для реконструкции температур Северной Атлантики в периоды с редкими наблюдениями. Эта сеть обучается на периоде времени с обильными наблюдениями для изучения реалистичного физического поведения. Для оценки её в рамках последовательной структуры усвоения данных сеть изучает и воспроизводит физические закономерности своих обучающих данных. Кроме того, сеть может переносить эти закономерности на историческую оценку содержания тепла в океане в периоды с редкими наблюдениями. Следовательно, при нечастых входных данных реконструкции машинного обучения демонстрируют схожие физические структуры, при этом исправляя известные ошибки по сравнению с современными продуктами усвоения данных. Таким образом, трансферное обучение может влиять на инициализацию и оценку климатических ретроспективных прогнозов. Кроме того, демонстрируя способность точно переносить результаты с высоких на низкие частоты, нейронные сети на основе трансферного обучения демонстрируют свою значимость в измерениях на смешанных частотах за пределами климатологии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-86374-4

Арктика и бореальная зона быстро нагреваются, что влияет на её большие запасы углерода в почве. Здесь использованы новая компиляция потоков CO₂ в наземных экосистемах, геопространственные наборы данных и случайные модели лесов с целью показать, что хотя Арктика и бореальная зона в целом были увеличивающимся наземным поглотителем CO₂ с 2001 по 2020 гг. (среднее значение ± стандартное отклонение в суммарном обмене экосистем −548 ± 140 Тг C год⁻¹; тренд −14 Тг C год⁻¹; P < 0,001), более 30% региона были суммарным источником CO₂. Районы тундры, возможно, уже начали функционировать в среднем как источники CO₂, демонстрируя сдвиг в динамике углерода. Если учесть выбросы от пожаров, то увеличивающийся сток Арктики и бореальной зоны больше не будет статистически значимым (бюджет −319 ± 140 Тг C год⁻¹; тренд −9 Тг C год⁻¹), а регион многолетней мерзлоты станет CO₂-нейтральным (бюджет −24 ± 123 Тг C год⁻¹; тренд, −3 Тг C год⁻¹), что подчёркивает важность пожаров в этом регионе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-02234-5

Временные ледовые дороги, построенные в процессе уплотнения снега, увлажнения и обледенения в холодные зимы, являются спасательными линиями доступа к суше в отдалённой Арктике. В контексте усиленного потепления в Арктике уязвимость потенциальных ледовых дорог под влиянием сложной климатической системы остается неясной. Авторы построили модель оценки потенциальной ледовой дороги, позволяющую квантовать климатическую пригодность потенциальных ледовых дорог в Арктике. Используя спутниковые данные дистанционного зондирования и метеорологические данные, авторы обнаружили, что изменения температуры приземного воздуха и снежного покрова снизили климатическую пригодность потенциальных ледовых дорог в период 1979–2017 гг. В пространственном отношении потенциальные ледовые дороги в Северной Америке сталкиваются с более непосредственными угрозами из-за уменьшения глубины снега по сравнению с Евразией. До конца XXI века прогнозируется дальнейшее снижение климатической пригодности потенциальных ледовых дорог, в первую очередь из-за повышения температуры приземного воздуха и снижения стабильности многолетней мерзлоты. Взяв в качестве примера разведку драгоценных металлов/алмазов, авторы пришли к выводу, что горнодобывающая деятельность, связанная с ледовыми дорогами, столкнётся с трудностями доступа к 2050–2100 гг. из-за сокращения сети потенциальных ледовых дорог. Эти результаты дают новое представление о проблемах и возможностях арктических сухопутных перемещений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02011-y

Многолетнемёрзлые почвы хранят огромное количество органического углерода, и их таяние из-за потепления климата ускоряет высвобождение углерода в виде метана и углекислого газа, усугубляя глобальное изменение климата. Понимание распределения парниковых газов, удерживаемых в этих почвах, и прогнозирование их поведения при таянии имеют важное значение для точного моделирования климатических обратных связей. В этом исследовании представлен интегрированный биогеохимический и микробный набор данных из кернов почвы глубиной ~1,8 м, собранных по широтному градиенту 970 км в регионах многолетней мерзлоты Аляски, охватывающих биомы бореального леса и арктической тундры. Этот набор данных включает вертикальные профили уловленных парниковых газов, их стабильные изотопные сигнатуры, физико-химические свойства почвы, а также состав и распространённость ключевых метаногенных и метанотрофных генов. Эти данные предоставляют важную информацию о круговороте метана в многолетнемёрзлых почвах в высокоширотных экосистемах и способствуют уточнению параметризации биогеохимических процессов в климатических моделях, особенно в контексте ускоряющегося таяния многолетней мерзлоты.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-04463-5

Мониторинг выбросов метана (CH₄) от наземных экосистем имеет важное значение для оценки относительного вклада природных и антропогенных факторов, приводящих к изменению климата, и формирования глобальных климатических целей. Пожары являются значительным источником атмосферного CH₄, а растущая частота крупных пожаров усиливает их воздействие. Глобальные выбросы от пожаров демонстрируют большие пространственно-временные вариации, что затрудняет точную характеристику их величины и динамики. В этом исследовании авторы реконструируют глобальные выбросы CH₄ от пожаров путём интеграции атмосферной инверсии на основе спутниковых данных об оксиде углерода (CO) с хорошо ограниченными картами соотношения выбросов CH₄ и CO от пожаров. Здесь показано, что глобальные выбросы CH₄ от пожаров в среднем составили 24,0 (17,7–30,4) Тг в год с 2003 по 2020 гг., что примерно на 27% выше (что эквивалентно 5,1 Тг в год), чем средние оценки четырёх широко используемых моделей выбросов при пожарах. Это расхождение, вероятно, связано с необнаруженными небольшими пожарами и недостаточно представленной интенсивностью выбросов в данных грубого разрешения. Это исследование подчёркивает ценность атмосферной инверсии на основе трассеров пожаров, таких как CO, для отслеживания обратной связи между пожарами, углеродом и климатом.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56218-w

Изменения в сезонности доступности воды существенно влияют на общество и экосистемы. Хотя многие исследования были сосредоточены на средних или экстремальных осадках, реакция сезонности доступности воды, влияющая на годовое распределение воды за пределами отдельных экстремальных значений, на изменение климата, вызванное деятельностью человека, остаётся недостаточно изученной. Авторы рассматривают глобальные и региональные изменения сезонности доступности воды с 1915 по 2014 гг., количественно определяя, как антропогенные парниковые газы и аэрозоли повлияли на эти изменения, используя реанализ и моделирование из проекта CMIP6. Несмотря на большие пространственно-временные неопределённости из-за региональной изменчивости и допущений модели, обнаружено, что парниковые газы значительно усиливают сезонность, в то время как аэрозоли её уменьшают. Учитывая, что положительное влияние парниковых газов превосходит отрицательное влияние аэрозолей, уравновешивающее влияние привело к общему усилению сезонности доступности воды за последнее столетие. Ожидается, что эта тенденция сохранится и в будущем, поскольку потепление, вызванное парниковыми газами, продолжает расти, а уровень аэрозолей снижается.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02025-6

Протяжённость арктического морского льда сократилась более чем на 40% в конце лета с 1979 года, а её ежедневные изменения сместились в сторону более отрицательных значений. Факторы арктической погоды, вызывающие большие краткосрочные изменения, редко прогнозируются более чем за неделю. Здесь исследуется изменчивость изменений в протяжённости морского льда в течение периодов менее 18 дней и их связь с арктическими циклонами и полярными вихрями на тропопаузе. Авторы обнаружили, что эти очень быстрые события потери морского льда существенны круглый год и усилились за последние 30 лет в июне-августе из-за истончения морского льда, который более восприимчив к воздействию океанских волн и атмосферного ветра на низком уровне. Эти события происходят в регионах с повышенными градиентами давления на уровне поверхности между системами высокого и низкого давления синоптического масштаба над регионами относительно тонкого морского льда, и им предшествуют полярные вихри на тропопаузе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02022-9

Таяние многолетней мерзлоты несёт разнообразные риски для окружающей среды и средств к существованию в Арктике. Понимание последствий таяния многолетней мерзлоты имеет жизненно важное значение для обоснованной разработки политики и усилий по адаптации. Авторы представляют обобщённые результаты анализа рисков, охватывающие четыре исследуемых региона: Лонгйир (Шпицберген, Норвегия), муниципалитет Аваннаата (Гренландия), регион моря Бофорта и дельту реки Маккензи (Канада) и Булунский район Республики Саха (Россия). Восприятие местных заинтересованных сторон и учёных сформировало понимание рисков как динамических, социоприродных явлений, включающих физические процессы, основные опасности и социальные последствия. С помощью междисциплинарного и трансдисциплинарного анализа рисков, основанного на многонаправленном обмене знаниями и тематическом сетевом анализе, авторы определили пять основных опасностей таяния многолетней мерзлоты. К ним относятся сбой инфраструктуры, нарушение мобильности и поставок, снижение качества воды, проблемы продовольственной безопасности, а также подверженность болезням и загрязняющим веществам. Новизна исследования заключается в сравнительном подходе, охватывающем различные дисциплины, экологические и общественные контексты, а также в трансдисциплинарном синтезе, учитывающем различные восприятия риска.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01883-w

Реакции метана водно-болотных угодий на температуру и осадки изучаются в богатом бореальными водно-болотными угодьями регионе Северной Европы с использованием моделей процессов экосистемы. Результаты шести моделей экосистемы (JSBACH-HIMMELI, LPX-Bern, LPJ-GUESS, JULES, CLM4.5 и CLM5) сравниваются с мультимодельными средними значениями моделей экосистемы и атмосферными инверсиями из Глобального углеродного проекта и масштабированными результатами вихревой ковариации потоков для их температурных и осадковых реакций и сезонных циклов региональных потоков. Две модели с контрастными структурами реакций, LPX-Bern и JSBACH- HIMMELI, используются в качестве априорных значений в атмосферных инверсиях с Carbon Tracker Europe–CH4 (CTE-CH4), чтобы выяснить, как усвоение данных об атмосферной концентрации изменяет оценки потоков и как это меняет интерпретацию реакций потоков на температуру и осадки. Инверсия перемещает выбросы водно-болотных угодий обеих моделей в сторону совместного ограничения температурой и осадками. В 2000 - 2018 гг. периоды высокой температуры и/или большого количества осадков часто приводили к увеличению выбросов. Однако засушливое лето 2018 года не привело к увеличению выбросов, несмотря на высокие температуры. Модели процессов показывают сильную реакцию температуры и осадков для региона (51%–91% дисперсии). Месяц с самыми высокими выбросами варьируется от мая до сентября среди моделей. Однако мультимодельные средние значения, инверсии и масштабированные наблюдения вихревого ковариационного потока согласуются с месяцем максимальных выбросов и совместно ограничиваются температурой и осадками. Настройка различных компонентов выбросов (выбросы торфяников, потоки минеральных земель) играет важную роль в построении моделей реагирования. Учитывая значительные различия между моделями, важно уделять больше внимания региональному представительству влажных и сухих минеральных почв и периодическим наводнениям, которые вносят вклад в сезонность и величину потоков метана. Реалистичное представление температурной зависимости потоков торфяной почвы также важно. Кроме того, важно использовать описания на основе процессов для потоков как минеральных, так и торфяных почв, чтобы моделировать реакции потоков на климатические факторы.

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/22/323/2025/