Антропогенные выбросы аэрозолей и газов-предтеч (precursor gases) существенно изменились за последние несколько десятилетий во всём мире. В этом исследовании система явной маркировки источников аэрозолей (EAST) объединена с энергетической экзамасштабной моделью системы Земли версии 1 (E3SMv1) для количественной оценки изменений концентраций антропогенных аэрозолей, вкладов источников и их последующего радиационного воздействия в четырёх основных регионах выбросов по всему миру в 1850–1980, 1980–2010 и 2010–2017 гг. В Северной Америке и Европе изменения в антропогенных PM_2,5 были главным образом вызваны изменениями в выбросах местных энергетических и промышленных секторов. Местный промышленный сектор вызвал самое большое увеличение выбросов PM_2,5 в Восточной Азии в 1980–2010 гг. и снижение в 2010–2017 гг. В Южной Азии увеличение выбросов, связанных с энергетикой, доминировало над повышением уровней PM_2,5 в течение 1980–2017 гг. В течение 1850–1980 гг. увеличение выбросов из Северной Америки способствовало увеличению концентрации PM_2,5 в Европе на 1,7 мг м^-2, а источники из Европы также были ответственны за увеличение содержания PM_2,5 в Восточной и Южной Азии. Азии примерно на 1,0 мг м^-2. В течение 1980–2010 гг. Восточная Азия способствовала увеличению концентрации PM_2,5 в Северной Америке и Европе на 0,4–0,6 мг м^-2, тогда как вклад Южной Азии составил около 0,3 мг м^-2. В течение 2010–2017 гг. вклад Восточной Азии в содержание PM_2,5 в Северной Америке, Европе и Южной Азии снизился на 0,3–0,6 мг м^-2 из-за действий по очистке воздуха в Китае, в то время как вклад Южной Азии всё ещё увеличивается из-за постоянного роста выбросов в Южной Азии. Исторические изменения в аэрозолях оказали влияние на эффективное радиационное воздействие посредством взаимодействия аэрозоля и радиации (ERF_ari). В течение 1980–2010 гг. сокращение количества аэрозолей в Северной Америке привело к положительному изменению ERF_ari (эффект потепления) в Европе, а снижение количества аэрозолей в Европе вызвало эффект потепления в России и северном Китае. Изменения ERF_ari от увеличения и уменьшения аэрозолей в Китае в 1980–2010 и 2010–2017 гг. соответственно сопоставимы по величине. Постоянное увеличение содержания аэрозолей в Южной Азии с 1980 по 2017 год привело к отрицательным изменениям ERF_ari (похолодание) в Южной Азии, Юго-Восточной Азии и южном Китае.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/24/6509/2024/

Большие ансамбли глобальной температуры представлены для трёх климатических сценариев: исторического (2006–2016 гг.) и потепления на 1,5°C и на 2,0°C выше доиндустриального уровня. Каждый сценарий имеет 700 элементов (70 расчётов в год в течение десяти лет) средних температур за 6 часов с разрешением 0,833° / 0,556° (долгота / широта) над поверхностью суши. Данные были получены с использованием среды моделирования климата Climateprediction.net (CPDN) для запуска модели общей циркуляции HadAM4 из Центра Хэдли Метеорологического бюро Великобритании только в атмосфере. Погрешности в моделируемой температуре были выявлены и исправлены с использованием квантильного картирования с эталонными данными о температуре из ERA5. Данные хранятся в репозитории Центра анализа экологических данных Совета природных и экологических исследований Великобритании в виде файлов NetCDF V4.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-024-03400-2

Среду в высоких широтах называют полярными пустынями из-за отсутствия в ней жидких поверхностных вод и ограниченного потенциала их потока и хранения. Несмотря на ограниченность, подземные воды являются важнейшим ресурсом, обеспечивающим постоянные запасы жидкой воды и вносящим вклад в основной сток рек. Изменение климата приводит к таянию Арктики и изменяет время и доступность воды, что имеет последствия для экосистем, человеческих сообществ и промышленности. Эта работа представляет собой пересмотренную концептуальную модель источников воды и путей стока в регионах сплошной многолетней мерзлоты с упором на неглубокие грунтовые воды. Эта модель предполагает потенциал увеличения поверхностного стока грунтовых вод, поскольку Арктика продолжает меняться из-за потепления и оттепели. 

Вода является ограниченным ресурсом в арктических водоразделах с постоянной многолетней мерзлотой, поскольку условия замерзания зимой и непроницаемость многолетней мерзлоты ограничивают её хранение и связь между поверхностными и глубокими грунтовыми водами. Тем не менее, грунтовые воды по-прежнему могут быть важным источником поверхностных вод в таких условиях, питая источники и большие поля наледи, которых много в холодных регионах, и создавая сток, когда осадки редки. Источником грунтовых вод являются надмерзлотные талики или более глубокие региональные водоносные горизонты, что повлияет на доступность воды, поскольку Арктика продолжает нагреваться и оттаивать. Предыдущие исследования неоднозначно оценивают роль глубоких грунтовых вод, что приводит к неопределённости в отношении наличия воды в Арктике и изменения водных ресурсов. Авторы проанализировали химический состав и время пребывания весенних и речных вод в зоне сплошной многолетней мерзлоты Аляски, простирающейся от гор до прибрежной равнины. Химический состав воды и индикаторы возраста показывают, что поверхностные воды преимущественно образуются в результате недавних осадков и имеют короткое (<50 лет) время пребывания в подземных слоях. Дистанционное зондирование свидетельствует о тенденции изменения площади наледей за последние 37 лет, а также о корреляции между площадью наледей и летней температурой предыдущего года. В совокупности эти данные показывают, что на поверхностные воды в регионах сплошной многолетней мерзлоты могут влиять короткие пути течения и неглубокие водоносные горизонты «надмерзлоты», которые очень чувствительны к климатическим и гидрологическим изменениям в ежегодных временных масштабах. Несмотря на отсутствие связи с региональными водоносными горизонтами, продолжающееся потепление и таяние многолетней мерзлоты могут способствовать углублению неглубоких подземных водоносных горизонтов и созданию неглубоких таликов, обеспечивая некоторую устойчивость арктических пресноводных экосистем.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317873121

Водоносные горизонты содержат самые большие запасы незамёрзшей пресной воды, что делает грунтовые воды критически важными для жизни на Земле. На удивление мало известно о том, как подземные воды реагируют на потепление поверхности в пространственных и временных масштабах. Сосредоточив внимание на диффузионном переносе тепла, авторы моделируют текущие и прогнозируемые температуры грунтовых вод в глобальном масштабе. Показано, что грунтовые воды на глубине зеркала грунтовых вод (исключая районы многолетней мерзлоты), по консервативным прогнозам, потеплеют в среднем на 2,1°C в период с 2000 по 2100 гг. при сценариях средних выбросов. Однако региональные модели потепления грунтовых вод на мелководье существенно различаются из-за пространственной изменчивости изменения климата и глубины зеркала грунтовых вод. Самые низкие показатели прогнозируются в горных регионах, таких как Анды или Скалистые горы. Показано, что повышение температуры подземных вод влияет на тепловой режим ручьев, экосистемы, зависящие от подземных вод, водные биогеохимические процессы, качество подземных вод и геотермальный потенциал. Результаты свидетельствуют, что к 2100 году, следуя сценариям средних выбросов, от 77 до 188 миллионов человек, по прогнозам, будут жить в районах, где температура грунтовых вод превышает самый высокий порог температуры питьевой воды, установленный любой страной.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01453-x

Экстремальные условия ветра и осадков (ЭУВО) могут серьёзно повлиять на природные и социально-экономические системы. Однако понимание будущих изменений, движущих сил и неопределённостей ЭУВО в условиях более тёплого климата ограничено. Здесь, анализируя это событие как в океанах, так и на суше с помощью современных климатических моделей, авторы обнаружили сдвиг к полюсам случаев возникновения ЭУВО к концу XXI века с заметным увеличением в широтах, превышающих 50° в обоих полушариях, и уменьшением в субтропиках около 25°. Интенсификация ЭУВО происходит примерно на 90% суши по всему миру и наиболее выражена при сценарии высоких выбросов. Большинство изменений частоты и интенсивности ЭУВО (около 70% и 80% соответственно) обусловлены изменениями экстремальных осадков. Также выявлены большие неопределённости в изменениях ЭУВО, которые можно понять на региональном уровне, рассматривая различия климатических моделей в тенденциях движущих сил ЭУВО. Эти результаты дают представление о понимании изменений ЭУВО в условиях более тёплого климата, способствуя разработке надёжной региональной стратегии адаптации.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL110135

Знания о практике адаптации к изменению климата постепенно смещаются от акцента на барьерах и ограничениях к пониманию факторов, способствующих этим изменениям. Авторы подводят итоги знаний о факторах адаптации посредством систематического обзора литературы. Это обзор эмпирических статей, объясняющих, как возможна адаптация, показывает, что в литературе существует тенденция сосредотачиваться на тематических исследованиях местного масштаба. Во всех исследованиях некоторые факторы кажутся более важными, чем другие, включая ресурсы (особенно деньги), осведомленность о климатических рисках и мерах реагирования, лидерство, объединение социального капитала, а также поддержку институтов более высокого уровня. Этот анализ также выявляет значительные пробелы в знаниях о факторах влияния, включая те, которые влияют на изменения в региональных/провинциальных и национальных правительствах, в частном секторе, а также в неместных некоммерческих и неправительственных организациях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s44168-024-00128-y

Ключевые долгоживущие парниковые газы (CO₂, CH₄ и N₂O), пожалуй, являются сегодня одними из наиболее изученных компонентов атмосферы Земли; однако попытки предсказать или объяснить тенденции или даже краткосрочные изменения содержания этих газовых примесей не всегда успешны. Инфракрасная спектроскопия — признанный метод наземного долговременного мониторинга газового состава атмосферы. Настоящая статья посвящена анализу новых данных о содержании в столбе CO₂, CH₄ и N₂O, полученных из ИК-спектров Солнца высокого разрешения в течение 2009–2022 гг. на станции атмосферного мониторинга NDACC СПбГУ (59,88° с.ш., 29,83° в.д., 20 м над уровнем моря). В статье представлены ​​информация о системе FTIR (инфракрасном преобразовании Фурье), установленной на станции СПбГУ, а также обзор методов, используемых для извлечения CO₂, CH₄ и N₂O. Тенденции содержания основных парниковых газов и уровни их достоверности оценивались с использованием оригинального подхода, сочетающего метод Ломб-Скаргла с методами перекрёстной проверки и начальной загрузки. В результате выявлены следующие четырнадцатилетние (2009–2022 гг.) тренды содержаний в столбе: (0,56 ± 0,01)% год^-1 для CO₂; (0,46 ± 0,02)% год^-1 для CH₄; (0,28 ± 0,01)% год^-1 для N₂O. Проведено сравнение с тенденциями на основе данных численного моделирования EMAC. Тенденции выбросов парниковых газов, наблюдаемые на площадке СПбГУ, согласуются с результатами мониторинга in situ, выполненного в том же географическом месте, а также с независимыми оценками темпов роста глобальных объёмных отношений смеси, полученными сетью ГСА и Лаборатории глобального мониторинга NOAA. Существует разумное согласие между тенденциями содержаний в столбе CH₄ и N₂O за 2009–2019 гг., которые были получены на основе измерений FTIR в трёх местах: на площадке СПбГУ, обсерватории Исаньи и Атмосферной обсерватории Университета Торонто.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/11/1996

Главные темы номера:

• Подходы государств ЕАЭС к решению вопросов климатической повестки
• 26-я сессия Северо-Евразийского климатического форума,организованная Северо-Евразийским климатическим центром

Также в выпуске:

• • Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин принял участие в заседании коллегии Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
  • Россия представила свои инициативы по климату коллегам из стран-БРИКС
  • 19 апреля 2024 г. в Российском совете по международным делам состоялся круглый стол на тему «Климатическая политика стран БРИКС: соотношение позиций стран и перспективы развития зеленой повестки»
  • Проведено заседание Комиссии по научно-технологическому развитию России
  • Минэкономразвития продолжает совершенствовать архитектуру климатического регулирования
  • Планы по адаптации к изменениям климата утвердили 75 регионов
  • Паспорт климатической безопасности разработают в Карачаево-Черкесии
  • Новые публикации в российских и зарубежных научных изданиях
  • Комиссия ВМО по обслуживанию расширяет свой портфель услуг
  • Оценен ущерб для здоровья людей от грязного воздуха
  • ЕАБР финансирует проекты по борьбе с изменениями климата

Ссылка: выпуск бюллетеня №108 за апрель - май 2024 г.

Появление в последние годы реанализов аэрозолей облегчило комплексную и систематическую оценку тенденций аэрозольной оптической толщины (АОТ) и их объяснение в течение нескольких десятилетий. В настоящее время доступны известные многолетние реанализы аэрозолей, включая NAAPS-RA от Исследовательской лаборатории ВМС США, NASA MERRA-2, JRAero от Японского метеорологического агентства (JMA) и CAMSRA от Copernicus/ECMWF. Эти реанализы аэрозолей основаны на различных базовых метеорологических моделях, представлениях аэрозольных процессов, а также методах ассимиляции данных и обработки наблюдений АОТ. В этом исследовании представлены основные характеристики проверки этих четырёх реанализов по сравнению с данными AERONET и MODIS в ежемесячных свойствах АОТ, а также определяются сильные стороны каждого реанализа и областей, в которых расхождения и проблемы являются заметными. Регионы с высоким уровнем загрязнения и часто смешанной аэрозольной средой с мелкой и грубой модой, такие как Южная Азия, Восточная Азия, Юго-Восточная Азия и Морской континент*, создают серьёзные проблемы, о чём свидетельствует более высокая ежемесячная среднеквадратическая ошибка АОТ. Более того, в регионах, удалённых от основных источников аэрозолей, включая полярные регионы и отдалённые океаны, наблюдаются большие относительные различия в конкретных АОТ и тонкомодовых и грубых АОТ среди четырёх реанализов. Чтобы обеспечить согласованность во всём мире, был разработан подход, основанный на множественном реанализе (т.е. среднем по ансамблю), аналогично многомодельному ансамблю Международного кооператива по прогнозированию аэрозолей (ICAP-MME). Как и ICAP-MME, хотя множественный реанализ не всегда занимает первое место среди реанализов для отдельных регионов, он показывает хорошие результаты, занимая первое или второе место в мире по корреляции АОТ и среднеквадратической ошибке, что делает его подходящим кандидатом для климатических исследований, требующих надёжных и последовательных оценок.

*Морской континент — это название, которое дано прежде всего региону Юго-Восточной Азии, включающему множество островов, полуостровов и мелководных морей.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/24/6385/2024/

Арктика нагревается в четыре раза быстрее, чем в среднем по миру, что приводит к значительным изменениям в окружающей среде. Учитывая чувствительность природных источников метана (CH₄) к условиям окружающей среды, ожидается, что повышение температуры в Арктике приведёт к увеличению выбросов CH₄, особенно из-за таяния многолетней мерзлоты и воздействия органических веществ. Поэтому некоторые оценки предполагают существование арктической метановой бомбы, из которой в течение нескольких лет внезапно и быстро выбрасываются огромные количества CH₄. В этом исследовании изучается способность сети наблюдений на месте обнаруживать подобные события в Арктике, как правило, в плохо обеспеченном мониторингом регионе. Используя модель атмосферного переноса FLEXPART (FLEXible PARTicle) и различные сценарии выбросов CH₄, авторы обнаружили, что районы с плотной сетью наблюдения могут обнаружить метановую бомбу, возникшую в течение 2–10 лет. Напротив, регионам с редким охватом потребуется от 10 до 30 лет с возможными ложными срабатываниями в других областях.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/24/6359/2024/