Независимо от изменения годового количества осадков, по мере антропогенного потепления суточные осадки становятся более интенсивными, но менее частыми. Более крупные дожди и более продолжительные засушливые периоды оказывают сложное, а иногда и противоположное воздействие на фотосинтез и рост растений, что затрудняет понимание более широких последствий для углеродного цикла. В этом обзоре авторы оценивают глобальную реакцию растений на режимы выпадения осадков, характеризующиеся меньшим количеством и более крупными дождями, на основе данных полевых экспериментов, спутников и моделей. Реакция функций растений варьируется от -28% до 29% (от 5-го до 95-го процентиля) при меньшем количестве и более крупных дождях, при этом направление реакции зависит от климата; увеличение продуктивности чаще встречается в засушливых экосистемах (46% положительных; 20% отрицательных), тогда как во влажных экосистемах реакции обычно отрицательные (28% положительных; 51% отрицательных). Противоположные реакции в сухих и влажных экосистемах объясняются нелинейной реакцией растений на влажность почвы, обусловленной несколькими экогидрологическими механизмами. Например, растения сухой экосистемы более чувствительны к сильным импульсам осадков по сравнению с растениями влажных экосистем, что отчасти приводит к положительной реакции сухой экосистемы на меньшее количество более крупных осадков. Сохраняются пробелы в знаниях относительно оптимальной частоты выпадения осадков для фотосинтеза, относительного доминирования импульсов осадков и механизмов засушливых периодов, а также непропорциональной роли экстремальных импульсов осадков в функционировании растений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-024-00534-0

В большей части западно-центральной Европы летние температуры росли в три раза быстрее, чем глобальное среднее потепление с 1980 года, однако это не отражается в большинстве климатических моделей. Авторы разделяют это потепление на термодинамический и циркуляционный вклады и показывают, что последний является основной причиной того, что численно смоделированное потепление слабее наблюдаемого. Важно отметить, что региональные климатические модели из эксперимента по скоординированному региональному даунскейлингу с постоянными аэрозольными воздействиями систематически демонстрируют сильнейшие расхождения с наблюдениями: в этих расчётах региональное «просветление» и связанное с ним термодинамическое потепление из-за сокращения количества аэрозолей не представлены. Эффект оценивается в ~0,5°C над западно-центральной Европой для рассмотренного ансамбля моделей, и расхождение с результатами климатических моделей с развивающимися аэрозолями увеличивается в будущих прогнозах. Таким образом, чтобы лучше воспользоваться преимуществами регионального моделирования с высоким разрешением, необходимо представить соответствующие внешние воздействия и связанные с ними реакции по всей цепочке климатических моделей.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01332-8

В этом исследовании представлен всесторонний обзор развития туризма и исследований изменения климата за последнее десятилетие с использованием библиометрического анализа и набора данных, полученных из базы данных Scopus. В ходе исследования было изучено более 3400 статей на английском языке. Анализ показывает значительный рост числа публикаций, что свидетельствует о растущем признании многогранного воздействия изменения климата на туризм. Однако возникает примечательное географическое неравенство: многие регионы по-прежнему недостаточно представлены в литературе, особенно в Африке и на Ближнем Востоке. Это упущение вызывает беспокойство, учитывая уязвимость этих регионов к изменению климата и растущую индустрию туризма. В исследовании также подчёркивается ключевая роль влиятельных учёных, финансирующих организаций и издательств в формировании исследовательского ландшафта. Основными спонсорами являются Европейская комиссия и Национальный фонд естественных наук Китая. В то же время такие журналы, как Sustainability и Journal of Sustainable Tourism, служат важными платформами для распространения результатов исследований. Анализ раскрывает тематические тенденции, в том числе растущее внимание к моделированию изменения климата и его последствиям для планирования мест посещения. Тем не менее, сохраняются пробелы в исследованиях, особенно в области спортивного туризма и устойчивости к изменению климата в туристическом секторе. В заключение, это исследование предлагает ценную информацию о текущем состоянии исследований в области туризма и изменения климата, определяя области, требующие повышенного внимания и инклюзивности. Это ценный ресурс для учёных, политиков и заинтересованных сторон, работающих над устойчивым будущим мировой индустрии туризма перед лицом изменения климата.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/15/4/455

Авторы собрали первую общенациональную базу данных о лесных пожарах на координатной сетке (ONFIRE), комплексный и интегрированный ресурс для исследователей, неправительственных организаций и правительственных учреждений, анализирующих лесные пожары в различных регионах Земли. Они извлекли и гармонизировали записи из разных регионов и источников, используя открытые и воспроизводимые методы, предоставляя данные в единой системе за весь доступный период (начиная с 1950 года в Австралии, 1959 года в Канаде, 1985 года в Чили, 1980 года в Европе и 1984 года в США) до 2021 года по общей сетке 1° × 1°. Данные поступают от национальных агентств (часто картографических), таким образом, отражая лучшие сведения от местных экспертов. Обсуждаются ключевые возможности и ограничения в использовании этого набора данных, а также возможные будущие расширения этого подхода с открытым исходным кодом, которые следует изучить. Этот набор данных дополняет существующие данные о лесных пожарах на координатной сетке, основанные на дистанционном зондировании, и предлагает ценную возможность лучше понять и оценить изменения режима пожаров и их движущие силы в этих регионах. Доступ к базе данных ONFIRE можно получить по адресу https://zenodo.org/record/8289245.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-024-03141-2

Усиление потепления, вызванного удвоением выбросов углекислого газа (чувствительность климата), в последних расчётах климатических моделей в первую очередь объясняется большей обратной связью с внетропическими облаками. Считается, что это частично обусловлено большим соотношением переохлажденных облаков жидкой фазы ко всем облакам, называемым соотношением жидкой фазы. Авторы используют метод инструментального моделирования, чтобы показать, что это соотношение увеличилось в последних версиях климатических моделей и скорее переоценено, чем занижено, как считалось ранее. В анализе нескольких моделей большее соотношение соответствует более сильной отрицательной облачной обратной связи, в отличие от исследований, основанных на одной модели. Авторы объясняют этот неожиданный результат обратной связью облаков, включающей переход от переохлаждённых облаков к тёплым по мере потепления климата, что соответствует большему количеству облаков и их оптической глубине и ослабляет обратную связь с внетропическими облаками. Лучшее ограничение этого соотношения в климатических моделях – и, следовательно, эта обратная связь от переохлажденных облаков – влияет на чувствительность климата на величину до 1°C и уменьшает разброс между модельными результатами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01339-1

Точная структурная информация о лесах, включая высоту и диаметр кроны, имеет решающее значение для количественной оценки объёма деревьев, биомассы и запасов углерода, обеспечивая эффективное управление лесными экосистемами, особенно в ответ на изменение условий окружающей среды. С конца 2018 года миссия НАСА по исследованию динамики глобальной экосистемы (GEDI) отслеживает глобальную структуру полога с помощью спутникового прибора обнаружения света и определения дальности (LiDAR). Хотя GEDI собрала миллиарды снимков LiDAR в почти глобальном диапазоне (от 51,6° с.ш. до >51,6° ю.ш.), их пространственное распределение остаётся рассредоточенным, что создаёт проблемы для достижения полного покрытия лесов. В этом исследовании предлагается и оценивается подход, генерирующий карты высот кроны высокого разрешения путём интеграции данных GEDI с Sentinel-1, Sentinel-2 и топографическими вспомогательными данными с помощью трёх алгоритмов машинного обучения: случайные леса (random forests, RF), повышение градиентного дерева (gradient tree boost, GB) и деревья классификации и регрессии (classification and regression trees, CART). Для достижения этой цели использованы второстепенные цели, включающие следующее: (1) оценить производительность этих трёх алгоритмов, RF, GB и CART, при прогнозировании высоты полога, (2) оценить эффективность полученных карт высот полога, используя их эталонную высоту из моделей высоты полога и (3) сравнить эти карты с двумя другими существующими картами высоты полога. RF и GB оказались наиболее эффективными алгоритмами, достигнув лучших значений среднеквадратической ошибки 13,32% и 16% для широколиственных и хвойных лесов соответственно. Проверка предложенного подхода показала, что 100-й и 98-й процентили, за которыми следует среднее значение 75-го, 90-го, 95-го и 100-го процентилей, являются наиболее точными показателями GEDI для прогнозирования реальной высоты кроны. Сравнение прогнозируемых и эталонных моделей высоты полога продемонстрировало точные прогнозы для хвойных насаждений (R² = 0,45, среднеквадратическая ошибка = 29,16%).

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/7/1281

Согласно прогнозам, в условиях глобального потепления северный регион многолетней мерзлоты превратится из суммарного поглотителя в суммарный источник углерода. Однако оценки современного суммарного баланса парниковых газов и бюджетов региона многолетней мерзлоты остаются весьма неопределёнными. Авторы создали в рамках подхода «снизу вверх» первые комплексные бюджеты CO₂, CH₄ и N₂O в наземном регионе многолетней мерзлоты, используя базы данных с более чем 1000 измерениями потоков in situ и подходом масштабирования потоков экосистем на основе земного покрова на период 2000–2020 гг. По оценкам, регион многолетней мерзлоты выбрасывал в атмосферу среднегодовой поток 12 (-606; 661) Тг CO₂–C/год, 38 (22; 53) Тг CH₄–C/год и 0,67 (0,07; 1,3) Тг N₂O–N/год в атмосферу на протяжении всего периода. Таким образом, этот регион был суммарным источником CH₄ и N₂O, в то время как баланс CO₂ был близким к нейтральному с учётом его больших неопределённостей. В ненарушенных наземных экосистемах сток CO₂ составлял -340 (-836; 156) Тг CO₂–C/год. Вертикальные выбросы от пожаров и внутренних вод в значительной степени компенсируют сток в растительных экосистемах. При включении латеральных потоков для полного баланса парниковых газов регион многолетней мерзлоты был суммарным источником C и N, высвобождая 144 (-506; 826) Тг C/год и 3 (2; 5) Тг N/год. Большие диапазоны неопределённостей в этих оценках указывают на необходимость дальнейшего расширения сетей мониторинга, продолжения усилий по синтезу данных и лучшей интеграции полевых наблюдений, данных дистанционного зондирования и моделей экосистем для ограничения современных суммарных балансов парниковых газов в регионе многолетней мерзлоты и отслеживания их будущих изменений.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GB007953

Энергетический дисбаланс Земли — это суммарный поток излучения в верхних слоях атмосферы. Моделирование климата показывает, что наблюдаемая тенденция положительного дисбаланса в предыдущие два десятилетия не может быть объяснена только с внутренней изменчивостью и вызвана антропогенным воздействием и, как следствие, реакцией климатической системы. Авторы исследуют антропогенный вклад в тенденцию дисбаланса, используя климатические модели, основанные на наблюдаемых температурах поверхности моря. Обнаружено, что эффективное радиационное воздействие, вызванное сокращением антропогенных выбросов аэрозолей, привело к усилению тенденции дисбаланса 2001–2019 гг. на 0,2 ± 0,1 Вт м^-2 за десятилетие. Мультимодельный ансамбль воспроизводит наблюдаемую тенденцию дисбаланса 0,47 ± 0,17 Вт м^-2 за десятилетие, но с занижением на 10-40%. Поскольку большинство будущих сценариев показывают дальнейшее быстрое сокращение выбросов аэрозолей благодаря законодательству о качестве воздуха, такое сокращение выбросов может продолжать усиливать энергетический дисбаланс Земли, помимо выбросов парниковых газов. Следовательно, можно ожидать ускоренного повышения температуры поверхности в этом десятилетии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01324-8

Поскольку метан является вторым по распространённости парниковым газом, сокращение его выбросов потенциально может замедлить темпы глобального потепления. Спутниковое дистанционное зондирование - важный инструмент мониторинга, поэтому авторы рассматривают разработки в области спутникового обнаружения метана. В этой статье представлен обзор различных типов спутников, включая различные параметры приборов, и описаны различные типы алгоритмов спутникового поиска. Кроме того, представлен популярный в настоящее время метод количественного определения точечных источников метана. В существующих исследованиях спутники дистанционного зондирования метана разделены на две основные категории: картографы площадных потоков и устройства формирования изображений с точечными источниками. Составители карт зональных потоков в первую очередь концентрируются на оценке глобальных или крупномасштабных концентраций метана с дальнейшей подклассификацией на активные (например, MERLIN) и пассивные спутники дистанционного зондирования (например, TROPOMI, GOSAT), в зависимости от методологии дистанционного зондирования. Такие спутники в основном основаны на физических моделях и прокси-методе углекислого газа для извлечения метана. Сканеры точечных источников, напротив, могут обнаруживать шлейфы точечных источников метана, используя своё сверхвысокое пространственное разрешение. Подкатегории в этой классификации включают мультиспектральные формирователи изображений (например, Sentinel-2, Landsat-8) и гиперспектральные формирователи изображений (например, PRISMA, GF-5), в зависимости от различий в их спектральном разрешении. Картографы площадных потоков в основном отличаются использованием физических алгоритмов, тогда как в устройствах формирования изображений с точечными источниками преобладают методы, основанные на данных. Кроме того, выбросы метана можно точно определить количественно с помощью интегрированной модели увеличения массы. Наконец, представлен прогноз будущего развития спутников дистанционного зондирования метана с учётом нынешней ситуации. Целью данной статьи является предоставление базовой теоретической поддержки для последующих научных исследований.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/15/4/449

Чрезмерное содержание пыли угрожает здоровью людей и продовольственной безопасности, а также влияет на региональный и глобальный климат. Это исследование показывает устойчивое и значительное снижение пылевой нагрузки в Западной и Южной Азии за последние десятилетия и связывает долгосрочную тенденцию с изменениями циркуляции, вызванными арктическим усилением из-за антропогенного глобального потепления. Эти результаты повышают осведомленность о потенциальных проблемах, связанных с увеличением пылевой нагрузки в этом регионе на фоне глобальных усилий по достижению углеродной нейтральности, и, таким образом, подчёркивают важность местных наземных мер по борьбе с опустыниванием в сочетании с широкими стратегиями смягчения последствий изменения климата. 

Пылевая нагрузка в Западной и Южной Азии является серьёзной экологической проблемой из-за её негативного воздействия на качество воздуха, продовольственную безопасность, энергоснабжение и здоровье населения, а также на региональную и глобальную погоду и климат. Однако чёткое понимание её недавних изменений и прогнозов на будущее остаётся неясным. На основе нескольких высококачественных продуктов дистанционного зондирования обнаружена тенденция к постоянному снижению пылевой нагрузки в Западной и Южной Азии за последние два десятилетия. В отличие от предыдущих исследований, подчёркивающих роль местных изменений в землепользовании, авторы связывают региональное снижение содержания пыли с постоянной интенсификацией арктического усиления, вызванной антропогенным глобальным потеплением. Арктическое усиление приводит к аномальной атмосферной циркуляции в средних широтах, особенно к углублению жёлоба, простирающегося от Западной Сибири до Северо-Восточной Индии, что препятствует как выбросам пыли, так и их переносу вниз по течению. Расчёты больших ансамблей климатических моделей дополнительно подтверждают доминирующую роль парниковых газов в модуляции пылевой нагрузки над Западной и Южной Азией. Будущие прогнозы по различным сценариям выбросов предполагают потенциальные негативные последствия углеродной нейтральности, приводящие к увеличению пылевой нагрузки в регионе, и, таким образом, подчёркивают важность более решительных мер по борьбе с опустыниванием, таких как лесовосстановление и управление ирригацией.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317444121