Арктическое усиление, выражающееся в большем потеплении Арктики по сравнению с более низкими широтами, является надёжной вызванной увеличением парниковых газов характеристикой в ​​наблюдениях и в оценках климатических моделей. В этом исследовании изучается быстрое развитие арктического усиления после резкого увеличения концентрации CO₂ в четыре раза в моделях проектов CMIP5 и CMIP6. Было показано, что это быстрое развитие арктического усиления является следствием более низкой эффективной теплоёмкости Арктики по сравнению с тропиками и глобальным средним значением. Более низкая теплоёмкость Арктики, обусловленная ​​наличием морского льда, приводит к полярно-усиленному потеплению в ответ только на радиационное воздействие CO₂. Однако полную величину арктического усиления можно понять, только учитывая также обратные связи и изменения в переносе энергии, способствующие преимущественно нагреву арктического региона.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115061

За последние два десятилетия выбросы от сжигания биомассы из бореальных лесов резко возросли и, как ожидается, продолжат расти. Напротив, модели CMIP6 предписывают будущий (2015-2100 гг.) бореальный сценарий выбросов от сжигания биомассы с низкими значениями и близкими к нулю трендами. Чтобы оценить, влияет ли разница между наблюдаемым и предписанным воздействием бореальных выбросов от сжигания биомассы на климатические тенденции, авторы выполнили расчёты с использованием модели CESM2 со стандартными воздействиями из проекта CMIP6, но увеличивая бореальные выбросы от сжигания биомассы на основе наблюдений. Увеличение бореальных выбросов от сжигания биомассы замедляет глобальное потепление на 12%, а потепление в Арктике на 38%, сокращая потерю морского льда и сдвигая тропические осадки на юг. Эти воздействия подчёркивают важность, которую будущие бореальные пожары могут иметь для климатических прогнозов, и мотивируют пересмотр предписанных бореальных выбросов от сжигания биомассы для CMIP7.

Сжигание биомассы может влиять на климат через выбросы аэрозолей и их последующее воздействие на радиацию, микрофизику облаков, а также альбедо поверхности и атмосферы. Выбросы от сжигания биомассы над бореальным регионом сильно возросли за последнее десятилетие и, как ожидается, продолжат расти по мере потепления климата. Климатические модели имитируют аэрозольные процессы, однако исторические и будущие моделирования проекта сравнения сопряжённых моделей (CMIP) не имеют активного компонента пожара, а выбросы от сжигания биомассы предписываются как внешние воздействия. Авторы показывают, что проект CMIP6 использовал будущие сценарии бореальных выбросов от сжигания биомассы с нереалистичными почти нулевыми трендами, которые оказывают влияние на климатические тенденции. Проводя эксперименты по чувствительности с увеличенными бореальными выбросами на основе наблюдаемых тенденций, авторы обнаружили, что увеличение бореальных выбросов от сжигания биомассы снижает глобальное потепление на 12%, а потепление в Арктике на 38%, сокращая потерю морского льда. Тропические осадки смещаются на юг в результате разницы в полушарии в воздействии бореальных аэрозолей и последующей температурной реакции. Эти изменения вызваны воздействием аэрозолей на облака, увеличением концентрации капель в облаках, оптической толщины облаков и низкой облачности, что в конечном итоге снижает коротковолновый поток на поверхности над северными широтами. Эти результаты подчёркивают важность реалистичных бореальных выбросов от сжигания биомассы в расчётах климатических моделей и необходимость лучшего понимания тенденций бореальных выбросов и взаимодействия аэрозолей и климата.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2424614122

В этом исследовании, основанном на наблюдениях за общим содержанием озона на восьми антарктических станциях, авторы оценивают применимость наборов данных реанализов ERA5, C3S-MSR, MERRA-2 и JRA-55 и объединённого спутникового набора данных NIWA-BS с точки зрения межгодовой изменчивости и долгосрочного тренда, используя коэффициент корреляции (R), среднеквадратичную ошибку (RMSE), показатель качества межгодовой изменчивости (IVS) и смещение линейного тренда (TrBias). Результаты показывают, что для межгодовой изменчивости C3S-MSR работает хорошо на нескольких станциях, в то время как JRA-55 - плохо на большинстве станций, особенно Марамбио, Ротера и Фарадей/Вернадский, которые расположены в более низких широтах на Антарктическом полуострове. Кроме того, все наборы данных показывают значительно более высокие значения RMSE в Дюмон-д'Юрвиле и на высотах Аррайвал, обычно расположенных по краю антарктического стратосферного вихря, где значения общего содержания озона более изменчивы и в среднем больше, чем в ядре вихря. Результаты комплексного ранжирования показывают, что C3S-MSR работает лучше всего, за ним следуют ERA5 и NIWA-BS, а MERRA-2 и JRA-55 ранжируются ниже. Для долгосрочного тренда каждый из наборов данных имеет большие значения смещения на высотах Аррайвал, а абсолютные значения TrBias JRA-55 больше на трёх станциях на Антарктическом полуострове. Общие усреднённые результаты показывают, что C3S-MSR и NIWA-BS имеют наименьшие абсолютные значения TrBias и лучше всего отражают тенденции антарктического озона, в то время как ERA5 и JRA-55 значительно переоценивают тенденцию восстановления антарктического озона и работают плохо. На основании проведённого анализа можно рекомендовать набор данных C3S-MSR в качестве приоритетного при анализе межгодовых изменений стратосферного озона Антарктики, а наборам данных C3S-MSR и NIWA-BS следует отдать приоритет при анализе тенденций.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/696

Многослойные облака, состоящие из вертикально расположенных слоёв с различными микрофизическими характеристиками, представляют собой критическое, но сложное атмосферное явление, влияющее на результаты региональных и глобальных климатических моделей. Достижения в области методов наблюдения, в частности, применение вертикального профилирования влажности с высоким разрешением с помощью радиозондов, значительно расширили возможности обнаружения многослойных облаков. Многослойные облака широко распространены по всему миру, демонстрируя значительные региональные различия. Было проведено много исследований механизма формирования многослойных облаков, и данные наблюдений указывают на тесную связь между развитием многослойных облаков и подачей водяного пара, восходящим потоком, атмосферной циркуляцией, а также сдвигом ветра; однако единая и всеобъемлющая теоретическая структура для полного объяснения основного механизма ещё не создана. Кроме того, уникальная вертикальная структура многослойных облаков демонстрирует различные климатические эффекты по сравнению с однослойными облаками, влияя на результаты глобальных климатических моделей, регулируя процессы выпадения осадков и бюджеты лучистой энергии. В статье рассматривается прогресс в исследованиях, связанных с наблюдениями за многослойными облаками и их влиянием на климат, а также рассматриваются исследования, которые необходимо провести в будущем.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/692

Засухи, вызванные стоком, являются важной экологической проблемой в контексте глобального изменения климата, оказывая глубокое воздействие на экосистемы, сельское хозяйство и управление водными ресурсами. Для оценки влияния будущего изменения климата на гидрологическую реакцию водоразделов это исследование объединяет модели SWAT (инструмент оценки состояния почвы и воды) и MODFLOW (модель MODular groundwater FLOW) для прогнозирования будущих изменений стока и гидрологической засухи в водоразделах с использованием данных из двух сценариев в рамках 15 климатических моделей проекта CMIP6. Результаты показывают, что: (1) значения коэффициента детерминации R² и NSE (Nash efficiency coefficient) ежемесячного стока на станции Кайдзузи в бассейне реки Наоли превышают 0,60 в разные периоды; (2) ансамбль климатических моделей после скрининга может эффективно повысить точность моделирования стока и снизить неопределённость прогноза одной климатической модели; (3) при различных сценариях температура в целом повышается, осадки увеличиваются, а эвапотранспирация увеличивается при сценарии SSP2-4.5 и уменьшается при сценарии SSP5-8.5; (4) сток показал тенденцию к росту при сценарии SSP2-4.5 и противоположную тенденцию при сценарии SSP5-8.5; (5) частота засух зимнего стока в будущем периоде снизилась, в то время как частота весенних и летних засух увеличилась, причём тенденция изменения была более выражена при сценарии SSP5-8.5; (6) по сравнению с базовым периодом (1965–2014 гг.) при сценариях SSP2-4.5 и SSP5-8.5 среднегодовая температура на водосборе увеличилась на 1,89°C и 3,22°C соответственно, а годовое количество осадков увеличилось на 32% и 36,19% соответственно, но летний и осенний сток уменьшился; и (7) анализ модели SRI-3 показывает, что гидрологические засухи значительно усилятся при обоих будущих сценариях выбросов. В сценарии SSP5-8.5 засухи усилятся раньше, и резкое изменение произойдет раньше, в то время как в сценарии SSP2-4.5, хотя резкое изменение произойдет позже, интенсивность засухи будет выше. Критические переходные периоды засухи приходятся на 2030–2047 гг. (SSP5-8.5) и 2045–2055 гг. (SSP2-4.5). Это исследование даёт важную научную основу для адаптивного управления водными ресурсами и стратегий смягчения последствий засухи в водоразделах холодных регионов в будущих климатических сценариях.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/691

События Эль-Ниньо и Ла-Нинья контролируют большую часть межгодовой изменчивости климата Земли, влияя на температуру поверхности и осадки во всём мире. Несмотря на свою важность, то, как эти события будут меняться по мере потепления климата, до конца не изучено. Авторы использовали идеализированное моделирование атмосферы и океана для изучения Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК) при равновесном парниковом потеплении. В более тёплом климате атмосфера переносит энергию более эффективно, сглаживая температурный градиент зоны Тихого океана и ослабляя циркуляцию Уокера. Поскольку эти зональные асимметрии являются источником нестабильности ЭНЮК, темпы его роста снижаются в более тёплом климате, что приводит к менее экстремальным событиям ЭНЮК. Кроме того, ослабление ЭНЮК приводит к меньшей асимметрии ЭНЮК, поэтому силы событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья становятся более схожими в более тёплом климате. Авторы интерпретируют эти результаты с помощью энергетического бюджета центрально-восточной экваториальной части Тихого океана.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL113124

В Арктике наблюдаются значительное таяние морского льда и повышение температуры как основные индикаторы изменений климатической системы. Как суровое погодное явление, переносящее тепло и влагу из низких широт в высокие, атмосферные реки могут привести к значительной потере морского льда и потеплению в Арктике. Толщина морского льда применяется в этом исследовании для количественного изучения термодинамического и динамического воздействия атмосферных рек зимой с 2000 по 2020 гг. Атмосферные реки из Северной Атлантики и Северной части Тихого океана составляют 44% событий атмосферных рек и 40% потери морского льда, вызванных атмосферными реками. Процесс таяния, обусловленный атмосферными реками, происходит в три последовательных этапа. На этапе I тёплый влажный воздух, обусловленный аномалиями дипольной циркуляции перед атмосферной рекой, вызывает таяние морского льда, при этом тепловые эффекты составляют 53% для Северной Атлантики и 58% для Северной части Тихого океана. Стадия II начинается, когда атмосферная река входит в Арктику, и заканчивается, когда её перенос влаги ослабевает. Ранняя потеря морского льда обусловлена ​​динамикой ветра, в то время как продвижение к полюсу поднимает тёплый влажный воздух, образуя облака, усиливающие таяние термодинамически. На этой стадии наблюдается наиболее значительное таяние морского льда, в котором доминируют динамические эффекты для Северной Атлантики (59%) и термодинамические для Северной части Тихого океана (55%). На стадии III, по мере рассеивания влаги атмосферной реки, таяние морского льда продолжается около недели, в основном за счёт термодинамических эффектов. Сопровождаемая тремя вышеуказанными стадиями, аномалия антициклонической циркуляции на правой стороне, куда направляется атмосферная река, также может усиливать нисходящие потоки и растапливать многолетний лёд. Напротив, атмосферные реки тихоокеанского канала оказывают большее влияние на центральную Арктику, чем их атлантические аналоги, что предполагает обширную реакцию на изменчивость климата.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/12/JCLI-D-23-0509.1.xml

Холодные пятна широко известны как устойчивые холодные аномалии в верхнем океане субполярной Северной Атлантики, действующие в межгодовых временных масштабах. Хотя их движущие механизмы и связь с циркуляцией океана горячо обсуждались, их климатические эффекты ниже по течению на Евразию получили ограниченное внимание. В этом исследовании изучается возможное влияние событий холодных пятен субполярной Северной Атлантики на внутрисезонные климатические колебания на широтах Евразии в бореальное лето (июнь–август) на основе статистического анализа и численных экспериментов. Результаты показывают, что события холодных пятен могут эффективно модулировать климатические аномалии ниже по течению посредством атмосферных удалённых связей, вызывая внутрисезонный разворот температуры на уровне два метра над средними и высокими широтами Евразии. В частности, аномалии атмосферной циркуляции и осадков, связанные с холодными сгустками, вызывают волновой «поезд», который берёт начало в субполярной Северной Атлантике и Гренландии и распространяется через средние и высокие широты в восточную Евразию, что приводит к трипольной структуре температуры на уровне два метра над северной Евразией в июне. Затем, в августе, аномалии осадков и источники волн Россби меняются местами в Гренландии и Северной Атлантике, возможно, из-за локальной обратной связи холодных сгустков с атмосферой. Следовательно, внутрисезонная инверсия трипольной структуры температуры на уровне два метра также происходит в северной Евразии из-за распространения энергии волн Россби. Эти результаты предоставляют теоретическую основу для всестороннего понимания источников аномальных распределений температуры планетарного масштаба в Евразии.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/12/JCLI-D-24-0433.1.xml

Субсезонное прогнозирование арктического морского льда и связанных с ним атмосферных условий в сезон таяния остаётся сложным из-за ограниченного понимания его начальных условий. Это исследование интегрирует усвоение морского льда в связанную модель FGOALS-f2 с использованием ансамбля с локализованными ошибками подпространственного преобразования фильтра Калмана и проводит субсезонные прогнозы, начиная с 1 августа в течение 2004–2023 гг. Результаты показывают, что одновременная ассимиляция концентрации морского льда и его толщины значительно улучшает прогнозы морского льда на срок до двух месяцев, в то время как ассимиляция только толщины в первую очередь приносит пользу прогнозам опережения на один месяц. Усвоение толщины морского льда обеспечивает дополнительную прогностическую ценность для прогнозов температуры воздуха на поверхности за пределами усвоения только концентрации морского льда, эффективно расширяя атмосферное влияние начальных условий морского льда до двух месяцев. Это улучшение прогнозов температуры воздуха на поверхности в первую очередь объясняется более реалистичным представлением бюджета поверхностной энергии. Эти результаты показывают ключевую роль летней ассимиляции толщины морского льда для улучшения субсезонных прогнозов в Арктике и бросают вызов общепринятому мнению о том, что начальные условия влияют только на краткосрочные прогнозы. Это исследование подчёркивает необходимость лучшего представления взаимодействий льда и атмосферы в моделях и выступает за расширение возможностей наблюдения за летней толщиной морского льда для улучшения субсезонных прогнозов в Арктике и прилегающих регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01050-8

Новая структура направлена ​​на то, чтобы лучше вооружить учёных, сообщества и лиц, принимающих решения, для характеристики данных и быстрого реагирования на пожары на границе лесных и городских территорий и их влияние на общественное здоровье.

Лесные пожары проникают в городскую среду с пугающей частотой, и они связаны с проблемами со здоровьем, начиная от респираторных заболеваний и заканчивая гипертонией и тревожностью. Изучение связей между лесными пожарами в этих районах и здоровьем является сложной задачей, поскольку дым и пепел от лесных пожаров содержат смесь химических веществ, поступивших из зданий, автомобилей и электроники, оставляя исследователей и сообщества со многими нерешёнными вопросами.

Баркоски и др. (Barkoski et al.) недавно опубликовали структуру GeoHealth для лесных пожаров на границе с городом, чтобы помочь исследователям быстро визуализировать связи между городскими лесными пожарами и результатами для здоровья, а также выявить пробелы в данных и будущие приоритеты исследований. Она также направлена ​​на улучшение координации между различными группами, работающими над поддержкой готовности к лесным пожарам, реагированием на них и восстановлением. Исследователи создали структуру на примере пожара Уолбридж 2020 года, в результате которого было уничтожено около 22 258 гектаров в округе Сонома, Калифорния. Этот пример помог им понять типы данных по геологии и здоровью, которые доступны и которые необходимы после лесного пожара на границе с городом.

Чтобы применить структуру, пользователи определяют вопрос, а затем сопоставляют различные факторы лесного пожара и здоровья и способы их связи. Например, они могут выбрать экологические факторы, предшествующие конкретному пожару, такие как землепользование и недавние погодные условия; характеристики пожара, включая его размер и виды сожжённых материалов; и факторы, повлиявшие на его распространение, такие как реакция пожарных, ветер и топография. Команда предлагает извлекать данные из таких источников, как Геологическая служба США, NASA, NOAA, EPA, электронные медицинские записи и общественные опросы.

Эти входные данные и известные и предполагаемые связи между ними помогают пользователям определить, какие загрязняющие вещества может генерировать пожар, как люди могут столкнуться с этими загрязняющими веществами (например, через воздух или питьевую воду), и как эти встречи могут повлиять на вероятность последствий для физического или психического здоровья.

Исследователи также отмечают, что структуру можно расширить и адаптировать для применения к новым исследовательским вопросам. Например, если исследователи хотят лучше понять, как воздействие лесных пожаров влияет на биологические механизмы заболеваний, они могут включить в структуру эпидемиологические, токсикологические и клинические исследования. Эти исследования могут включать более подробную информацию о том, как дым от лесных пожаров вредит здоровью, например, о вариантах генов, предрасполагающих людей к астме.
(GeoHealth, https://doi.org/10.1029/2025GH001380, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/charting-a-path-from-fire-features-to-health-outcomes