За последние 800 000 лет климат Земли переживал периодические ледниковые и межледниковые циклы, обусловленные орбитальными параметрами, концентрацией CO₂ и объёмами ледяного покрова. Чтобы понять, как эти факторы воздействия на климат влияют на климат в орбитальных масштабах, решающее значение имеют высокоразрешающие и непрерывные палеоклиматические моделирования. В этом исследовании использовалась модель земной системы CESM1.2.2 для четырёх 800 000-летних орбитально-ускоренных переходных климатических расчётов, включая эксперимент с полным воздействием и три эксперимента с однофакторным воздействием. Результаты сравнивались с геологическими записями косвенных данных из различных регионов, показывая хорошее соответствие в системах муссонов средних и низких широт, температурах поверхности моря средних широт и изменчивости климата Северной Атлантики высоких широт. Однако модель недооценивала колебания температуры поверхности моря в тропиках и средних широтах Южного полушария. Несмотря на это, она точно отобразила характеристики климата высоких широт. Эти наборы данных климатического моделирования включают глобальную среднегодовую температуру поверхности и распределение осадков с горизонтальным разрешением 3,75°. В целом, полученные результаты моделирования предоставляют проверяемый набор климатических данных, предлагая надёжную поддержку для изучения движущих механизмов прошлых ледниково-межледниковых изменений климата и интерпретации долгосрочных климатических сигналов в геологических записях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-05297-x

Данные по всему миру за двадцать лет показывают, что не слишком сухие и не слишком влажные районы наиболее благоприятны для лесных пожаров.

Поскольку глобальный климат продолжает теплеть, пожароопасные сезоны удлиняются, и масштабные лесные пожары становятся более частыми во многих частях мира. Такие факторы, как тип растительности, структуры землепользования и деятельность человека, влияют на вероятность возгорания, но распространение лесных пожаров в конечном итоге зависит от двух факторов: климата и доступности топлива.

Кампф и др. (Kampf et al.) изучали взаимосвязи между огнём, топливом и климатом в умеренных регионах по всему миру, уделяя особое внимание западной части Северной Америки, западной и центральной Европе и юго-западной части Южной Америки. Каждый из трёх регионов включает пустынные, кустарниковые и лесные районы, а также местные климаты от засушливого до влажного.

Исследователи извлекли информацию об общей площади выгоревших участков и частоте лесных пожаров в этих регионах в период с 2002 по 2021 гг. из базы данных GlobFire, а данные о земельном покрове и биомассе за тот же период они получили из Глобального картографирования и оценки земельного покрова НАСА (GLanCE). Они также использовали данные об осадках и эвапотранспирации из TerraClimate для расчёта среднегодового индекса засушливости (среднегодовое количество осадков, делённое на среднегодовую эвапотранспирацию) для каждого региона.

Исследователи обнаружили, что за 20-летний период и во всех трёх регионах пожары сжигали меньшие площади земли в зонах с очень сухим или очень влажным климатом по сравнению с зонами промежуточной засушливости. Они предполагают, что эта тенденция объясняется отсутствием растительности, достаточной для разжигания широкомасштабных пожаров в сухих зонах, а во влажных — погодными условиями, которые снижают вероятность пожаров. Напротив, в промежуточных зонах, где обилие биомассы и погодные условия более благоприятны для разжигания пожаров, выжженные площади были больше.

Из трёх изученных регионов Северная Америка имела самую большую общую площадь выгорания, долю площади выгорания и размеры пожаров. Исследователи отмечают, что фрагментация растительных зон в Южной Америке (горами Анд) и в Европе (из-за обширного землепользования), вероятно, ограничила размеры пожаров и выжженных площадей в этих регионах. Они также указывают, что повышение температуры и засушливость увеличивают риск крупных лесных пожаров во всех трёх регионах, что говорит о том, что пожарным нужно быть гибкими и реагировать на локальные изменения.
(AGU Advances, https://doi.org/10.1029/2024AV001628, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/the-goldilocks-conditions-for-wildfires

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