Прибрежные города находятся на передовой последствий изменения климата, что приводит к острой необходимости существенной адаптации. Чтобы понять, находятся ли города на пути к подготовке к климатическим рискам и в какой степени, в этой статье систематически оценивается академическая литература для оценки доказательств адаптации к изменению климата в 199 прибрежных городах по всему миру. Результаты показывают, что адаптация в прибрежных городах довольно медленная, узконаправленная и не преобразующая. Меры адаптации в основном разрабатываются на основе прошлых и текущих, а не будущих структур опасностей, подверженности и уязвимости. Городские власти, особенно в странах с высоким уровнем дохода, с большей вероятностью будут реализовывать институциональные и инфраструктурные меры реагирования, тогда как прибрежные города в странах с уровнем дохода ниже среднего часто полагаются на домохозяйства для реализации поведенческой адаптации. Сравнительно мало опубликованных знаний об адаптации прибрежных городов в странах с низким и средним уровнем дохода и об определённых типах адаптации, таких как адаптация на основе экосистем. Эти данные вносят важный вклад в отслеживание прогресса в области адаптации во всём мире и помогают определить отправные точки для улучшения адаптации прибрежных городов в будущем.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s44284-024-00106-9

Наблюдаемый рост числа экстремальных погодных условий вызвал недавние методологические достижения в атрибуции экстремальных событий. Авторы предлагают подход на основе машинного обучения, использующий свёрточные нейронные сети для создания динамически согласованных, противоречащих фактам версий исторических экстремальных событий при разных уровнях глобальной средней температуры. Эта техника применена к одному недавнему экстремальному тепловому событию (в южно-центральной части Северной Америки в 2023 г.) и нескольким историческим событиям, которые ранее были проанализированы с использованием установленных методов атрибуции. По оценке авторов, температуры во время события на юге центральной части Северной Америки были на 1,18–1,42°C выше из-за глобального потепления и подобные события будут происходить от 0,14 до 0,60 раз в год при превышении на 2,0°C доиндустриальных уровней глобальной средней температуры. Кроме того, обнаружено, что изученные связи между суточной температурой и глобальной средней температурой зависят от сезонности вынужденной температурной реакции и ежедневных метеорологических условий. Эти результаты в целом согласуются с другими методами атрибуции и позволяют предполагать, что машинное обучение можно использовать для выполнения быстрой и недорогой атрибуции экстремальных событий.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl3242

В издательстве Российской академии наук выпущена монография "Изменения климата: причины, риски, последствия, проблемы адаптации и регулирования", под редакцией И.И. Мохова, А. А. Макоско, А. В. Чернокульского 

Ссылка: http://ifaran.ru/ras/view/publication/general.html?id=72671

Грады анализируются по всей территории США с использованием явных расчётов размера градин из регионального климатического моделирования с учётом конвекции для исторических эпох, середины и конца XXI века. Установлено, что частота градин <4 см у поверхности земли уменьшается в среднем на 25%, тогда как частота самых крупных увеличивается на 15–75% в зависимости от сценария выбросов парниковых газов. Ожидается снижение числа дней с сильным градом у поверхности земли на территории Высоких равнин США, прогнозируется на 2–4 дня меньше — в основном летом. Прогнозируется, что число дней с максимальным количеством града в столбе значительно увеличится в большинстве мест за пределами южных равнин, в соответствии с распределением, точно имитирующем прогнозы грозовых дней. Основные механизмы изменения размера градин связаны с будущими условиями, способствующими большей нестабильности, противостоящей более толстым слоям таяния. Это приводит к будущей дихотомии* размеров градин, при которой более сильные восходящие потоки воздуха способствуют выпадению большего количества крупных градин, но при этом наблюдается значительное уменьшение числа большинства градин меньшего диаметра из-за усиленного таяния.

*Дихотомия —последовательное деление на две части, более связанные внутри, чем между собой.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-024-00728-9

Специальные доклады Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) имеют уникальный характер в её научной оценке. Их главная цель — рассмотрение конкретных своевременных вопросов, имеющих политическое значение. В этой статье исследуется характер и роль специальных докладов МГЭИК по трём вопросам: (1) история («откуда они взялись»); (2) функция («что они делают»); и (3) будущее («куда они идут»). В более ранних циклах оценки специальные доклады характеризовались в основном как прямой канал для быстрого реагирования на запрос Рамочной конвенции Организации Объединённых Наций об изменении климата (РКИК ООН). Издание специальных докладов постепенно узаконивалось, чтобы включить их планирование в общий охват всего цикла оценки. В последнее время они стали средством консолидации сквозных научных перспектив и удовлетворения разнообразных потребностей международного политического сообщества, а не только РКИК ООН. Эта историческая эволюция в некотором смысле является результатом стремления к большей политической актуальности. Специальные доклады имеют двойную политическую функцию, а именно, превращение в место или объект политизированных дебатов по науке (политизация) и выступление в качестве «фактического управления» с эффектом нормализации политически оспариваемых идей (нормализация). Эта двойная функция представляет собой две разных стороны, возникающих из процесса, в который МГЭИК вовлечена для решения политических противоречий. Двойственность этих функций также проявляет внутренние противоречия, которые лежат в основе принципа МГЭИК - «политически релевантный, но не предписывающий политику». Что касается будущего специальных докладов, МГЭИК могла бы пересмотреть роль специальных докладов в свете приоритета над комплексными оценочными докладами реагирования на запрос РКИК ООН и выбора и определения сферы охвата актуальных тем. Однако останется компромисс между предварительной наукой и долгосрочным политическим воздействием, вызванным будущим осуществлением специальных докладов МГЭИК по любой теме.

Ссылка: https :// link . springer . com / article /10.1007/ s 10584-024-03788-1

Влияние долгосрочного потепления климата на почвенное дыхание и его движущие силы остаются неясными в лесах, которые хранят около 40% мирового почвенного углерода. Авторы провели эксперимент по изменению климата в течение 13 лет на лесных участках, засаженных молодыми деревьями, на двух участках южного бореального леса. Обработки включали одновременное надземное и подземное потепление (окружающая среда, +1,7°C и +3,3°C) при различных сценариях осадков (100% и 60% летних осадков) и контрастную открытость полога верхнего яруса (открытый и закрытый). Почвенное дыхание увеличилось на 7% и 17% при потеплении +1,7°C и +3,3°C соответственно, усреднённое по всем участкам, обработкам и годам. Эти увеличения дыхания были выше, чем воздействия на градус потепления только двух предыдущих долгосрочных, но только почвенных экспериментов по потеплению леса. Более того, эффекты потепления на дыхание почвы значительно варьировались с течением времени. Почти при всех условиях влажная почва демонстрировала большее увеличение дыхания в ответ на потепление, чем сухая почва. Эти результаты показывают, что при прогнозировании эффектов потепления на дыхание почвы следует учитывать реалистичный диапазон ожидаемых условий, включая как температуру над землей, так и влажность под землей.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01512-3

Новый гибридный подход к моделированию объединяет модели на основе физики и машинного обучения для расширения и улучшения прогнозов траектории и интенсивности тропических циклонов.

Время имеет решающее значение в прогнозировании тропических циклонов: чем больше заблаговременность предупреждения у сообщества, тем лучше будут подготовлены его члены, когда шторм обрушится на сушу. В настоящее время путь и характер тропических циклонов можно предсказать всего за пять дней. Но в новом исследовании Лю и др. (Liu et al.) рассмотрели новый способ прогнозирования этих штормов, который может увеличить это время до двух недель.

Исследователи создали гибридную модель для долгосрочного прогнозирования тропических циклонов, объединив качество и высокое разрешение модели Weather Research and Forecasting (WRF) на основе физики с возможностями моделирования крупномасштабной циркуляции и траектории штормов модели машинного обучения под названием Pangu- Weather (Pangu).

WRF делит поверхность Земли сеткой с квадратами размером стороны всего два километра, имитируя процессы, происходящие в ходе эволюции тропического циклона. Однако физические модели, такие как WRF, имеют некоторые ограничения в прогнозировании уровней интенсивности штормов, поскольку они не всегда учитывают изменяющиеся факторы окружающей среды, такие как температура поверхности моря или взаимодействие с другими штормами. Модели прогнозирования на основе машинного обучения лучше прогнозируют пути тропических циклонов, но 25-километровое разрешение Pangu означает, что она может упустить изменчивость меньшего масштаба в развивающемся шторме.

Чтобы уменьшить эти ограничения, исследователи объединили подходы моделей WRF и Pangu. Они провели шесть экспериментов в течение двух недель, чтобы проверить модельную конструкцию. После корректировки своих моделей они протестировали подход на Фредди 2023 года — самом продолжительном тропическом циклоне за всю историю наблюдений — в качестве примера.

Они обнаружили, что гибридный подход значительно улучшил прогнозы отслеживания и интенсивности по сравнению с использованием только одного метода моделирования. Их подход также увеличил точность прогнозов с пяти до семи дней и точно соответствовал пути и интенсивности Фредди в течение всех двух недель. Авторы отмечают, что при большем количестве испытаний на тропических циклонах их подход к моделированию может увеличить время предупреждения на более продолжительные сроки, помогая сообществам, находящимся в зоне риска, лучше подготовиться к сильным штормам. (Journal of Geophysical Research: Machine Learning and Computation, https://doi.org/10.1029/2024JH000207, 2024)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/physics-meets-machine-learning-for-better-cyclone-predictions

Исследуется роль субполярной Северной Атлантики для предсказуемости вниз по течению с использованием двух десятилетних систем климатических прогнозов. Авторы использовали субполярную экстремальную холодную и пресную аномалию, развивавшуюся зимой 2013/2014 гг., в качестве начальных условий и оценили ансамблевые прогнозы двух систем в следующем десятилетии. Кроме того, они провели ансамблевые эксперименты со стимулятором ритма, где модели вынуждены приближаться к наблюдаемым аномалиям температуры и солёности океана в субполярной Северной Атлантике с ноября 2014 года по декабрь 2019 года. Эксперименты со стимулятором ритма показывают улучшенную точность вдоль пути атлантических вод по сравнению со стандартными десятилетними прогнозами, и поэтому авторы пришли к выводу, что правильное описание океана в субполярной Северной Атлантике является ключевым фактором. Улучшенная точность наиболее заметна в подповерхностной солёности в форме распространяющихся аномалий.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL109415

Совокупные эксперименты с океаном и заданной температурой поверхности моря проводятся для изучения движущих сил зимней циркуляции в средних широтах Северного полушария и изменений блокингов в более тёплом климате. В этих экспериментах результаты исторического моделирования сравниваются с результатами моделирования по сценарию выбросов общего социально-экономического пути конца XXI века (SSP5-8.5). Моделирование по сценарию SSP5-8.5 даёт смещённые к полюсам струи и улучшенную стационарную волновую картину по сравнению с историческим моделированием. Относительно блокингов: снижение обнаружено по всей Северной Америке и над Тихим океаном с предположением об усилении блокингов над частями Евразии. Отдельно проводятся заданные эксперименты с температурой поверхности моря, разделяющие реакцию температуры поверхности моря в рамках SSP5-8.5 на равномерный компонент потепления и пространственно-зависимое изменение в структуре температуры поверхности моря. Изменения циркуляции в сценарии SSP5-8.5 в первую очередь обусловлены равномерным потеплением поверхности моря. Также обнаружено, что равномерное потепление объясняет большую часть ослабления блокингов в рамках SSP5-8.5 над Северной Америкой и Тихим океаном, но не над Евразией. Изменения в структуре температуры поверхности моря, подобные Эль-Ниньо, также приводят к ослаблению блокингов над Тихим океаном и Северной Америкой. Однако добавление откликов экспериментов с равномерной и структурной температурой даёт нелинейное чрезмерное сокращение блокингов по сравнению с экспериментом SSP5-8.5. Региональные анализы энергетики блокингов показывают, что большая часть их ослабления в моделировании потепления обусловлена уменьшением бароклинной конверсии в некоторых регионах и усилением рассеивания из диабатических источников в других.

Ссылка: https :// journals . ametsoc . org / view / journals / clim /37/17/ JCLI - D -23-0371.1 . xml

Быстрая урбанизация и изменение климата усугубляют эффект городского острова тепла, увеличивая уязвимость городских жителей к экстремальной жаре. Хотя во многих исследованиях оценивалась уязвимость к теплу в городах, наблюдается существенный недостаток стандартизированных критериев и ссылок для выбора показателей, построения моделей и проверки этих моделей. Многие существующие подходы не отвечают потребностям городского планирования в полной мере из-за недостаточного пространственного разрешения, временного охвата и точности. Чтобы устранить этот пробел, в этой статье представлена структура U-HEAT, концептуальная модель для анализа уязвимости к теплу в городах. Основная цель — описать теоретические основы и потенциальные приложения U-HEAT, подчеркнув её концептуальную природу. Эта структура объединяет машинное обучение с дистанционным зондированием для определения уязвимости к теплу в городах как на долгосрочном, так и на детальном уровнях. Она объединяет ретроспективное и перспективное картирование для непрерывного мониторинга и оценки, предоставляя необходимые данные для разработки комплексных стратегий. Благодаря своей активной обучающей способности U-HEAT позволяет совершенствовать модели и оценивать влияние политики. Структура, представленная в этой статье, предлагает стандартизированный и устойчивый подход, направленный на улучшение практических инструментов анализа. Она подчёркивает важность междисциплинарных исследований в укреплении устойчивости городов, а также необходимость устойчивых городских экосистем, способных решать сложные проблемы, вызванные изменением климата и возросшей городской жарой. Это исследование даёт ценную информацию для специалистов, городских администраторов и планировщиков для эффективной борьбы с проблемами городской жары.

Ссылка: https:// www.mdpi.com/2072-4292/16/16/3032