Потепление климата и связанное с ним ускоренное таяние многолетней мерзлоты в Арктике приводят к изменению ландшафтных особенностей, гидрологических условий и выбросам углерода. В этом контексте латеральный транспорт углерода и его сдвиги после оттаивания остаются малоизученными. Важнейшими гидрологическими факторами, влияющими на латеральное распределение углерода, являются глубина зоны насыщения над поверхностью многолетней мерзлоты с учётом изменений уровня грунтовых вод и глубины протаивания, а также связанность водонасыщенных зон. Ожидается, что ландшафтные условия изменятся в будущем из-за повышения температуры и появления полигональных или плоских пойменных арктических тундровых зон, находящихся в различной степени деградации; гидрологические условия также изменятся. Это исследование сосредоточено на экспериментальной площадке недалеко от Черского на северо-востоке Сибири, где в 2004 году была построена дренажная канава для моделирования особенностей деградации ландшафта, которые приводят к более сухим условиям почвы и направленному потоку воды. Авторы сравнили уровень воды и глубину протаивания на осушенной территории (сухая почва) с соседним контрольным участком (влажная почва). Они также определили источники воды на объекте с помощью анализа стабильных изотопов воды. Обнаружены существенные пространственно-временные изменения в водных условиях на осушаемом участке: (i) более низкий уровень грунтовых вод, что приводит к более сухим условиям почвы, (ii) более быстрый поток воды через более засушливые районы, (iii) большие зоны насыщения в более влажных районах и (iv) более высокая доля талой воды многолетней мерзлоты в жидкой фазе к концу вегетационного периода. Эти данные свидетельствуют о снижении латеральной связи по всей дренируемой территории. Изменения в гидравлических связях в сочетании с изменением обилия растительности и источников воды могут повлиять на источники и стоки углерода, а также на пути транспортировки. Поэтому выявление моделей латерального переноса в районах с деградацией многолетней мерзлоты имеет решающее значение.

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/21/2571/2024/

Чтобы лучше понять возможные причины разнообразных результатов моделирования и больших расхождений в обнаруженных откликах на солнечные сигралы, авторы сделали один шаг назад и оценили «начальные» солнечные сигналы в средней атмосфере на основе большого ансамблевого моделирования с несколькими климатическими моделями — FOCI, EMAC, и MPI-ESM-HR. В соответствии с предыдущей работой они обнаружили, что сигналы 11-летнего солнечного цикла по скорости коротковолнового нагрева и аномалиям озона являются устойчивыми и статистически значимыми во всех трёх моделях. Эти «начальные» сигналы солнечного цикла в виде скорости коротковолнового нагрева, озона и температурных аномалий чувствительны к силе солнечного воздействия. Коэффициенты корреляции солнечного цикла со скоростью коротковолнового нагрева, озоном и аномалиями температуры линейно возрастают по мере увеличения амплитуды солнечного цикла, и эта зависимость усложняется, когда амплитуда солнечного цикла превышает определённый порог. Кроме того, холодный наклон в тропической стратопаузе EMAC ослабляет последующие результаты «начального» солнечного сигнала. Смещение тёплого полюса в MPI-ESM-HR приводит к появлению слабой струи полярной ночи, которая может ограничивать распространение исходного солнечного сигнала сверху вниз. Хотя FOCI имитировала так называемый нисходящий ответ, как было показано в предыдущих исследованиях в период с большими амплитудами солнечного цикла, её тёплый сдвиг в тропической верхней стратосфере приводит к положительному смещению в струе полярной ночи и может привести к «обратному» ответу в тропической верхней стратосфере в некоторых экстремальных случаях. Предлагаются тщательная интерпретация результатов одной модели и дальнейшее повторное исследование солнечного сигнала на основе большего числа климатических моделей.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2024/egusphere-2024-1288/

Десятилетние прогнозы регулярно фокусируются на предсказуемости отдельных значений, таких как средние или крайние. Авторы изучают возможность прогнозирования полного распределения температуры подстилающей поверхности в глобальном и европейском масштабах. Исследуется инициализированное ретроспективное воспроизведение системы десятилетнего прогнозирования модели системы Земли Института Макса Планка и сравнивается распределение сезонных дневных температур с оценками климатологии и неинициализированными историческими модельными оценками. В ходе анализа показано, что инициализированная система прогнозирования имеет преимущества, особенно в районе Северной Атлантики, и позволяет делать надёжные прогнозы для всего температурного спектра на период от двух до 10 лет вперёд. Также показано, что способность инициализированных прогнозов климата предсказывать распределение температуры зависит от сезона.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL107838

Недавнее таяние ледникового покрова Гренландии внесло значительный вклад в глобальное повышение уровня моря. Наблюдения указывают на приблизительный нулевой баланс массы ледникового щита до конца 1990-х годов, после чего произошло резкое усиление таяния. Это нельзя линейно объяснить постепенным глобальным потеплением. Вместо этого отмечен резкий сдвиг, связанный с изменениями атмосферной циркуляции, хотя причинно-следственная связь этого до конца не изучена. Авторы показывают, что изменения атмосферных волн над Гренландией внесли значительный вклад в переход в состояние сильного таяния. Это стало очевидным после применения недавно разработанной методологии, позволяющей эффективно разложить структуры атмосферных потоков на части, связанные с волнами разных масштабов, такими как волны Россби и более мелкие возмущения. Начало сокращения западного стока, соответствующее антропогенному потеплению Арктики, повлияло на перенос атмосферными волнами и привело к уменьшению количества осадков и усилению приземного потепления, что способствовало потере массы ледникового покрова, особенно над юго-западными регионами. Таким образом, таяние ледникового покрова Гренландии является примером реакции климата, нелинейно связанной с глобальным потеплением.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07271-6

Продолжительность безлёдных периодов в различных частях Северного Ледовитого океана играет большую роль в процессах, происходящих в климатической системе, и определяет наиболее комфортные условия для хозяйственной деятельности. На основе спутниковых данных о концентрации морского льда, полученных с помощью пассивных микроволновых приборов, авторы определили пространственное распределение дат отступления морского льда, дат наступления морского льда и результирующей продолжительности безлёдного периода для Карского моря и моря Лаптевых в течение 1979–2022 гг. Ежемесячное сокращение площади морского льда наблюдалось в обоих морях с июня по октябрь, т.е. в течение всего безлёдного периода. Среднегодовая протяжённость морского льда в Карском море и море Лаптевых за 2011–2021 гг. снизилась на 19,0% и 12,8% относительно среднего многолетнего показателя за 1981–2010 гг. соответственно. Статистически значимые (доверительность 95%) положительные тенденции результирующей продолжительности безлёдного периода выявлены для большинства районов Карского моря и моря Лаптевых. Средние тренды результирующей продолжительности безлёдного периода были оценены равными +20,2 дня/10 лет и +16,2 дня/10 лет соответственно. Наблюдаемая тенденция дат отступления морского льда к более раннему таянию морского льда играет большую роль в общем расширении результирующей продолжительности безлёдного периода по сравнению с более поздним образованием морского льда, связанным с тенденцией дат наступления морского льда. Выявлено, что районы притока тёплых атлантических вод в Карское море демонстрируют наибольшие многолетние тенденции обеих дат и результирующей продолжительности безлёдного периода, связанные с уменьшением ледового покрова, что подчёркивает процесс атлантификации. Также Большая Сибирская полынья в море Лаптевых является районом крупнейшего долгосрочного тренда снижения дат отступления морского льда.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/11/1875

Текущее глобальное потепление приводит к поглощению тепла системой Земли, которое распределяется между различными компонентами климатической системы. Однако климатические модели текущего поколения предоставляют данные инвентаризации тепла и оценки распределения компонентов системы Земли, которые отличаются от недавних наблюдений. Авторы исследуют глобальное распределение тепла в условиях потепления, используя полностью связанные эксперименты с моделью системы Земли CMIP6, включая версию MPI-ESM с компонентом модели глубокой суши, вмещающей необходимое пространство для более реалистичного хранения тепла на Земле. Результаты показывают, что достаточно глубокие модели суши вызывают повышенное поглощение тепла под поверхностью земли, что приводит к распределению поглощения тепла между компонентами системы Земли, которое ближе к оценкам наблюдений. Результаты важны для понимания распределения тепла на Земле и подчёркивают важность поглотителя тепла на суше в запасах тепла Земли.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL107613

Новый отчёт NOAA предсказывает чрезвычайно активный сезон ураганов в Атлантике, вызванный рекордными температурами океана и переходом к условиям Ла-Нинья.

Согласно новому отчёту NOAA, предстоящий сезон ураганов в Атлантике может стать самым активным в истории.

Центр прогнозирования климата NOAA выпускает прогноз на сезон ураганов в Атлантике каждый май, используя модели, учитывающие текущие температуры океана, результаты расчётов глобальных климатических моделей и прошлые тенденции ураганов. Официально сезон длится с 1 июня по 30 ноября.

По оценкам агентства, вероятность того, что активность ураганов в этом году будет выше нормы, составляет 85%: будет зарегистрировано до 25 названных штормов и до 13 ураганов. Согласно отчёту, четыре-семь из этих ураганов, по прогнозам, достигнут максимальной силы (категории 3, 4 и 5).

Число прогнозируемых штормов является «самым высоким показателем, когда-либо опубликованным NOAA для майского прогноза», заявил администратор NOAA Рик Спинрад (Rick Spinrad) на пресс-конференции. Наибольшее количество крупных ураганов, когда-либо зарегистрированных за сезон ураганов в Атлантике, — семь, и они произошли как в 2005, так и в 2020 году.

Новые прогнозы совпадают с прогнозами других агентств и академических институтов, в том числе с прогнозами, опубликованными в апреле группой исследования тропической погоды и климата Университета штата Колорадо (CSU). Команда CSU также ожидает очень активного сезона ураганов: 23 шторма и 5 крупных ураганов.

«Все сигнализируют о сезоне, который будет намного сильнее обычного», — сказал Фил Клоцбах (Phil Klotzbach), исследующий атмосферу учёный и автор отчёта CSU.

По мнению учёных CSU и NOAA, сезон высокой активности будет вызван рекордно высокими температурами поверхности моря в Атлантическом океане. Учёные также ожидают, что Эль-Ниньо-Южное колебание, или ЭНЮК, климатическая структура, определяющая, как тепло сохраняется в мировых океанах, в середине лета перейдет в состояние Ла-Нинья.

Переход, вероятно, приведёт к уменьшению ветров, что будет способствовать образованию ураганов и может усугубить сезон, сказал Клоцбах.

Каждый год Всемирная Метеорологическая Организация выбирает список названий тропических штормов этого сезона.

Клоцбах сказал, что прогнозы не указывают, обрушатся ли ураганы на берег и где именно, но вероятность того, что они произойдут в каком-либо прибрежном районе, в этом году повышена. На пресс-конференции Спинрад и другие представители NOAA подчеркнули важность немедленной готовности к ураганам. «Сейчас настало время подготовиться и оставаться готовыми», — сказал он.

Ссылка: https://eos.org/articles/2024-could-be-among-most-active-hurricane-seasons-ever

Локализованные прогнозы переменных гидроклимата XXI века, полученные в результате масштабирования результатов Глобальных Климатических Моделей (ГКМ), играют центральную роль в оценке региональных последствий и планировании инфраструктуры. Региональные смещения ГКМ могут быть значительными, и для динамического даунскейлинга их можно устранить либо до (априори), либо после (апостериори) даунскейлинга. Однако коррекция априорной систематической ошибки, как правило, оказывает неизученное влияние на сигналы об изменении климата. Авторы анализируют динамически уменьшенные решения ГКМ CMIP6 для западной части США с коррекцией априорной систематической ошибки и без неё, и количественно оценивают влияние этой коррекции на сигналы изменения климата по сравнению с другими неуменьшаемыми источниками неопределённости. Для температуры и осадков неопределённость, вносимая коррекцией априорной систематической ошибки, незначительна по сравнению с неопределённостью, возникающей из-за выбора ГКМ или внутренней изменчивости. Кроме того, коррекция априорной систематической ошибки значительно снижает нереалистично высокие погрешности эквивалента снега и воды региональных моделей, возникающие непосредственно из-за ошибок ГКМ. Авторы используют этот вывод, чтобы побудить сообщество динамического даунскейлинга принять коррекцию априорной систематической ошибки в качестве стандартной операционной процедуры.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL105979

Недостаточная доступность чистой воды представляет собой системный риск для здоровья человека, производства продуктов питания и энергии, а также функционирования экосистем. Авторы оценивают подверженность населения нынешнему и будущему дефициту воды (как исключая, так и включая качество воды), используя объединённую глобальную гидрологическую модель и модель качества поверхностных вод. Обнаружено, что 55% населения мира в настоящее время испытывают нехватку чистой воды как минимум один месяц в году, по сравнению с 47%, если учитывать только аспекты количества воды. Подверженность нехватке чистой воды хотя бы один месяц в году увеличится до 56–66% к концу столетия. Увеличение будущего воздействия, как правило, является наибольшим в развивающихся странах, особенно в странах Африки к югу от Сахары, что обусловлено сочетанием аспектов количества и качества воды. Поэтому необходимо резкое сокращение как антропогенного водопользования, так и загрязнения, чтобы свести к минимуму воздействие будущего дефицита чистой воды на людей и окружающую среду.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-02007-0

Влажность почвы является важной климатической переменной системы Земли. Понимание её пространственно-временной динамики имеет важное значение для прогнозирования погодных условий и изменчивости климата, мониторинга и смягчения последствий, возникновения засух и наводнений, улучшения орошения в сельскохозяйственных районах и устойчивого управления водными ресурсами. Авторы подробно рассматривают, как почвы могут запоминать информацию об аномалиях влажности почвы с течением времени, что заложено в концепцию памяти влажности почвы. Они объясняют механизмы, лежащие в основе памяти влажности почвы, и исследуют её внешние и внутренние движущие силы; также обсуждается влияние памяти влажности почвы на различные процессы на поверхности земли, уделяя особое внимание взаимосвязи почвы, растений и атмосферы. Изучаются пространственно-временная изменчивость, сезонность, локальность и зависимость памяти влажности почвы от глубины и даётся представление как об улучшении её характеристик в моделях поверхности суши, так и об использовании спутниковых наблюдений для количественной оценки. Наконец, предлагаются рекомендации для дальнейших исследований в области памяти влажности почвы.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023RG0008