Оценка изменчивости тропосферного озона (O₃) имеет важное значение для понимания его влияния на качество воздуха, здоровье и изменение климата. Миссия инфракрасного интерферометра зондирования атмосферы (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer, IASI) на борту платформ Metop обеспечивает глобальные измерения концентраций O₃ с 2007 года. В этом исследовании представлен первый всесторонний анализ 16-летней климатической записи данных содержания O₃ (Climate Data Record, CDR) из IASI/Metop (2008–2023 гг.), однородного набора данных, предлагающего ценную информацию об изменчивости и долгосрочных тенденциях концентрации тропосферного O₃. Продукт озона IASI- CDR оценивается по сравнению с данными TRopospheric Ozone and its Precursors from Earth System Sounding (TROPESS) O₃, полученными с помощью инфракрасного зонда Cross-track (CrIS). Сравнение показывает отличное согласие для общего содержания озона (смещение < 1,2%, корреляция > 0,97) и хорошее согласие для содержания тропосферного озона (смещение 10–12%, корреляция 0,77–0,91). Сравнения с данными озонозонда показывают, что IASI недооценивает концентрацию тропосферного озона на 2% в тропиках и до 10% в средних и высоких широтах. Пространственно-временной анализ данных IASI с 2008 по 2023 гг. выявляет глобальную отрицательную тенденцию в тропосферном O₃ (-0,40 ± 0,10% год^-1), причём наиболее выраженное снижение наблюдается в тропиках и в Европе. Несмотря на отличные от положительных тенденции в ультрафиолетовых спутниковых данных, как ультрафиолетовые, так и инфракрасные спутниковые приборы показывают значительное снижение концентрации тропосферного озона, начиная с 2020 года, отчасти из-за сокращения выбросов, связанных с пандемией. В этом исследовании подчёркивается важность долгосрочных, последовательных наборов данных для отслеживания тенденций изменения озонового слоя, а также необходимость улучшения поиска и интеграции данных для устранения региональных и временных расхождений.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-1054/

Водный цикл Земли меняется из-за антропогенного воздействия и внутренних изменений в климатической системе. Эти изменения приводят к его интенсификации, что проявляется в более частых и сильных засухах в некоторых областях и дождях — в других. Результирующее воздействие на запасы воды на суше может иметь решающее значение для доступности воды. Однако текущее понимание затруднено ограничениями в наблюдениях и моделях, а также разнообразием процессов, влияющих на запасы воды на суше в различных временных масштабах. Авторы использовали двадцатилетние спутниковые записи из эксперимента по восстановлению гравитации и климату и последующих миссий, чтобы исследовать устойчивые тенденции при наличии внутренней изменчивости. Был применён циклостационарный эмпирический ортогональный функциональный анализ для выявления статистических режимов изменчивости, помогающих объяснить сдвиг в десятилетних тенденциях запасов наземной воды, произошедший около 2012 года. Доминирующий статистический режим предполагает междесятилетнюю периодичность, которая также обнаруживается в записях об осадках. Второй ведущий режим тесно связан с тихоокеанским десятилетним колебанием. Выделение этих режимов указывает на регионы, где величина тенденции хранения наземной воды может сгладиться или обратиться вспять в ближайшие десятилетия из-за внутренней изменчивости климата, и снижает неопределённость в мультидесятилетних линейных трендах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02203-6

Авторы использовали спутниковые снимки с очень высоким разрешением для картирования развития ретрогрессивных протаиваний (retrogressive thaw slumps, RTS) на шести участках в российской высокоширотной Арктике за период с 2011 по 2020 гг. 3466 картированных RTS показали общую высокую активность с увеличением площади, затронутой RTS, на отдельных участках до +2700%, а числа RTS — до +1294%. Для прибрежных участков изменения площади, затронутой RTS, были обусловлены термической абразией у подножия уступа и термической денудацией у подножия. В целом наблюдалась сильная эрозия со средними годовыми скоростями отступания подножия уступа, достигающими до −6,3 м/год, и скоростями отступления подножия уступа до −5,2 м/год. Как и в предыдущих исследованиях, проведённых в канадской высокоширотной Арктике, полученные результаты свидетельствуют о быстрой деградации богатой льдом многолетней мерзлоты в быстро теплеющей российской высокоширотной Арктике.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL113022

Океан поглощает около четверти антропогенно выбрасываемого углерода и, по прогнозам, останется основным поглотителем углерода после стабилизации глобальной температуры. Несмотря на важность этого естественного поглотителя углерода, оценки его мощности за последние десятилетия остаются неопределёнными, в основном из-за слишком малого числа и неравномерной выборки наблюдений и недостатков в моделях океана и их настройках. Здесь представлена основанная на композитной модели оценка среднегодового поглощения углерода океаном в период с 1959 по 2022 гг., полученная объединением более высокочастотной изменчивости среднегодовых оценок поглотителя углерода из моделей океана в ретроспективном режиме и долгосрочных тенденций из результатов моделей земной системы. Модели океана в ретроспективном режиме воспроизводят наблюдаемую изменчивость климата, но их стратегия раскручивания, вероятно, приводит к долгосрочным тенденциям, которые слишком слабы, тогда как модели земной системы имитируют свою собственную внутреннюю изменчивость климата, но лучше представляют долгосрочные тенденции. Объединяя эти два подхода к моделированию, автор сохраняет силу каждого подхода и устраняет соответствующие слабые стороны. Эта комплексная модельная оценка поглощения углерода океаном в период с 1959 по 2022 гг. составляет 125±8 ПгС и по величине близка к наилучшей оценке глобального углеродного бюджета, но на 70% менее неопределённа.

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/22/1631/2025/

Десятилетия изменений в запасах воды на суше выявили необратимое снижение влажности почвы.

Понимание взаимосвязи между уровнями углерода в атмосфере и глобальной температурой восходит к 1895 году, когда шведский ученый Сванте Аррениус утверждал, что изменения в концентрации углекислого газа могут влиять на тепловой баланс Земли. То, как потепление климата влияет на гидрологический цикл Земли — непрерывное движение воды между Землёй и атмосферой — является ключевым вопросом для управления водными ресурсами и составления прогнозов погоды. Хотя наблюдались локальные и региональные изменения в водном цикле (1, 2), убедительные доказательства сдвига в глобальном масштабе были неуловимы. Ответ на этот вопрос требует многодесятилетних глобальных данных о среднем уровне моря и передового климатического и гидрологического моделирования. Сео и др. (3) сообщают, как интеграция нескольких глобальных геофизических наборов данных выявляет постоянное сокращение запасов наземной воды. Исследование предоставляет надёжные доказательства необратимого сдвига в наземных источниках воды при нынешних изменениях климата.

1. 1 L. Samaniego, R. Kumar, M. Zink, J. Hydrometeorol. 14, 47 (2013).
2. 2 G. Blöschl et al., Science 357, 588 (2017).
3. 3 K.-W. Seo et al., Science 387, 1408 (2025).

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw5851

По мере потепления климата изменения осадков и эвапотранспирации повлияли на потоки поверхностных вод суши. Какое влияние это оказало на запасы воды на суше, количество воды, хранящейся на суше и в ней? Seo et al. объединили данные о влажности почвы со спутников, измерения уровня моря и наблюдения за движением полюсов, чтобы оценить запасы воды на суше за последние четыре десятилетия, которые выявили резкое снижение. В период с 2000 по 2002 гг. запасы воды на суше сократились почти вдвое больше, чем потеря массы льда Гренландии за тот же период.

Повышение температуры атмосферы и океана вызвало существенные изменения в циркуляции воды на суше и потоках воды на поверхности суши, таких как осадки и эвапотранспирация, что может привести к резким изменениям в запасах воды на суше. Продукт Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) Reanalysis v5 (ERA5) влажности почвы показывает резкое истощение в начале XXI века. В период с 2000 по 2002 гг. влажность почвы снизилась примерно на 1614 гигатонн, что намного больше, чем потеря льда Гренландией около 900 гигатонн (2002–2006 гг.). С 2003 по 2016 гг. истощение влажности почвы продолжалось, с дополнительной потерей в 1009 гигатонн. Это истощение подтверждается двумя независимыми наблюдениями за повышением глобального среднего уровня моря (~4,4 миллиметра) и смещением полюсов Земли (~45 сантиметров). Дефицит осадков и стабильная эвапотранспирация, вероятно, стали причиной этого снижения, и влажность почвы не восстановилась по состоянию на 2021 год, и будущее восстановление маловероятно в нынешних климатических условиях.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq6529

Быстрое сокращение и нагрев арктического морского льда, особенно в сентябре, когда наступает годовой минимум его протяжённости, подтверждает проявление изменения климата в полярных регионах. Сентябрьская тенденция морского льда демонстрирует высокую вероятность безледового лета в Арктике в ближайшем будущем, что вызывает критические опасения для глобальных климатических систем. В этом исследовании систематически оценивается эффективность 22 моделей проекта CMIP6 при воспроизведении концентрации арктического морского льда в сентябре в период 1959–2014 гг. Используя расширенные метрики качества — среднеквадратичную ошибку, оценку качества межгодовой изменчивости, оценку качества Тейлора и M-оценку — комплексный рейтинг определяет десять наиболее эффективных моделей, включая EC-Earth3-Veg, ACCESS-CM2 и CESM2- WACCM. Анализ показывает, что модели CMIP6 эффективно отражают концентрацию арктического морского льда и изменчивость в сентябре, что обеспечивает уверенность в их прогностических возможностях. Используя наиболее эффективные модели, функции распределения плотности вероятности концентрации арктического морского льда сентября генерируются в соответствии с Общими социально-экономическими путями (SSP), прогнозируя значительное сокращение до 90% в концентрации арктического морского льда к концу столетия. Авторы подчёркивают критическое ускорение потери морского льда в сценариях с высоким уровнем выбросов, с глубокими последствиями для глобальных климатических обратных связей, полярных экосистем и социально-экономических систем. Устраняя ключевые пробелы в оценке моделей и будущих прогнозах, это исследование способствует продвижению усилий по моделированию климата и улучшению понимания динамики морского льда Арктики в течение этого ключевого месяца.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07646-3

Биологический углеродный насос поглощает огромное количество углерода в океане, но его значение для сохранения, финансирования климата и международной политики не было должным образом оценено. Здесь, используя пространственный анализ и финансовую оценку услуги биологического углеродного насоса, авторы оценивают, что ежегодно он добавляет 2,81 ГтС (диапазон 2,44–3,53 ГтС) в океан со временем хранения не менее 50 лет (±25 лет). Эта экосистемная услуга стоит 545 млрд долл. США в год (471–694 млрд долл. США) в районах за пределами национальной юрисдикции и 383 млрд долл. США в год (336–471 млрд долл. США) во всех исключительных экономических зонах, где сумма её дисконтированных значений на 2023–2030 гг. составляет 2,2 трлн долл. США (диапазон 1,9–2,7 трлн долл. США). Представленные результаты количественно определяют климатическую и экономическую значимость биологического углеродного насоса и важную роль крупных океанических государств в секвестрации углерода. Эти выводы могут поддержать дискуссии по климатическому финансированию и глобальному подведению итогов Климатических Саммитов.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-025-02295-0

Изменение климата оказывает глубокое влияние на здоровье человека. Инфекции патогенных бактерий человека (ПБЧ), опосредованные окружающей средой, считаются существенной причиной глобальных потерь здоровья. Однако биогеография ПБЧ и их реакция на изменение климата остаются в значительной степени неизвестными. Авторы создали и проанализировали глобальный атлас потенциальных ПБЧ, используя 1 066 584 образца по всему миру. ПБЧ широко представлены в глобальной окружающей среде, и их распределение следует широтному градиенту разнообразия. Климат и антропогенные факторы определены как основные движущие силы глобального распространения ПБЧ. Прогнозы авторов показали, что к концу этого столетия богатство, распространённость и риск инвазии (процесса внедрения паразита в организм хозяина) ПБЧ возрастут во всём мире, причём эта тенденция к росту станет более выраженной по мере снижения устойчивости развития. Таким образом, угроза экологически опосредованных инфекций ПБЧ для здоровья человека может быть более серьёзной в мире, где антропогенная деятельность усиливается, а глобальный климат теплеет.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads4355

Традиционные структуры управления рисками не подходят для долгосрочной адаптации к изменению климата, вследствие существенной неопределённости в климатических прогнозах. Исследование подчёркивает большой потенциал обучения с подкреплением (reinforcement learning, RL) в моделировании и информировании об адаптивном принятии решений по климату. Сосредоточившись на стратегиях защиты от прибрежных наводнений для Манхэттена в Нью-Йорке, которые включают непрерывные наблюдения за повышением уровня моря, авторы исследования демонстрируют существенную способность проектов на основе RL к снижению затрат по сравнению с традиционными численными методами. Более того, они демонстрируют способность RL справляться со сложными политическими проектами, экстремальными экономическими потерями, потенциальными ошибочными суждениями экспертов и, в более широком смысле, критическую роль систематического обучения и обновления в адаптации к изменению климата.

Традиционные вычислительные модели структур адаптации к климату неадекватно учитывают способность лиц, принимающих решения, учиться, обновлять и улучшать решения. Авторы исследуют потенциал обучения с подкреплением RL, метода машинного обучения, который эффективно получает знания из окружающей среды и систематически оптимизирует динамические решения, при моделировании и информировании об адаптивном принятии климатических решений. Рассматриваются меры по смягчению риска прибрежных наводнений для Манхэттена, Нью-Йорк, США и иллюстрируются преимущества постоянного включения наблюдений за повышением уровня моря в систематические разработки адаптивных стратегий. Было обнаружено, что при проектировании адаптивных морских дамб для защиты Нью-Йорка стратегия, полученная с помощью RL, значительно снижает ожидаемую суммарную стоимость на 6–36% при сценарии умеренных выбросов SSP2-4.5 (на 9–77% при сценарии высоких выбросов SSP5-8.5) по сравнению с традиционными методами. При рассмотрении нескольких адаптивных политик, включая размещение и отступление, а также защиту, подход RL приводит к дополнительному снижению затрат на 5% (15%), демонстрируя его гибкость в скоординированном решении сложных проблем разработки политики. RL также превосходит традиционные методы в контроле остаточного риска (т.е. низкой вероятности, но сильного воздействия) и в предотвращении потерь, вызванных дезинформацией о состоянии климата (например, глубокой неопределённостью), демонстрируя важность систематического обучения и обновления при решении экстремальных ситуаций и неопределённостей, связанных с адаптацией к изменению климата.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2402826122