В последние годы выбросы углекислого газа стали горячей проблемой, и страны предприняли усилия по контролю над растущей скоростью атмосферной концентрации CO₂. Предыдущие исследования в основном были сосредоточены на национальных общих выбросах углерода, но выбросы углерода на душу населения всё ещё мало изучены. Авторы использовали несколько индексов экономического развития для исследования динамики выбросов углерода на душу населения. Кроме того, был использован тест Манна-Кендалла для оценки направлений и масштабов тенденций, а также для исследования резких изменений выбросов углерода на душу населения. Полученные результаты обнаружили самый высокий положительный темп роста 0,439 млн тонн в год в Омане и самый высокий отрицательный темп роста -0,462 млн тонн в год в Объединённых Арабских Эмиратах. Анализ индекса Хёрста показал, что около 86% стран сохранят нынешние тенденции выбросов углекислого газа, если текущие меры по смягчению последствий останутся неизменными. Кроме того, авторы проанализировали смещение центра тяжести выбросов углерода на душу населения и использовали метод декомпозиции вклада, чтобы определить движущие силы сдвига, изменившего направление в 2004 году. Основной движущей силой смещения центра тяжести на запад до 2004 года было тот факт, что тогда выбросы углерода росли сильнее на западе, чем на востоке, в то время как движущей силой смещения центра тяжести на восток после 2004 года было сочетание сокращения выбросов на западе и увеличения выбросов на востоке. Эти результаты подчеркнули важность понимания того, что выбросы CO₂ на душу населения чётко определены в контексте глобальной углеродной нейтральности, что может помочь политикам установить более разумные цели для более эффективного достижения целей углеродной нейтральности.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/14/12/1797

Объединение наблюдений с нескольких спутников необходимо для обеспечения постоянного мониторинга за экстремальными гидрологическими явлениями. Авторы оценивают потенциальные улучшения в обнаружении наводнений, обеспечиваемые объединением данных, собранных по всему миру с помощью Landsat, Sentinel-2 и Sentinel-1. Улучшенная временная выборка увеличила число наводнений с хотя бы одним полезным изображением (облачность ≤20%) от 7% для одиночных датчиков до 66% для потенциального мультисенсорного продукта. Каким бы впечатляющим ни было расширение охвата, социально-экономические последствия ещё более ощутимы. В эпоху, существовавшую до появления Sentinel, только 22% всего населения, перемещённого в результате наводнений, получили выгоду от наличия изображений с высоким разрешением, тогда как потенциальный мультисенсорный продукт мог бы обслужить 75% перемещённого населения. Кроме того, объединённый набор данных может отслеживать до 100% наводнений, вызванных сложными факторами, например, тропическими циклонами, приливными волнами, в том числе теми, которые редко наблюдаются отдельными датчиками, и тем самым позволяет понять механизмы управления этими событиями.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-023-01129-1

Авторы собрали опубликованные рецензированные данные по CO₂, CH₄ и N₂O на управляемых осушенных органических лесных почвах в бореальных и умеренных зонах с целью вернуться к текущим коэффициентам выбросов (КВ) уровня 1 по умолчанию, представленным в Дополнении по водно-болотным угодьям МГЭИК (2014 г.): чтобы увидеть, может ли быть уменьшена их неопределённость; оценить возможности разделения широких категорий, используемых для КВ МГЭИК, на категории, более специфичные для конкретных типов объектов; и изучить потенциальную значимость ряда переменных окружающей среды для прогнозирования годового баланса парниковых газов в почве, на котором основаны КВ. Несмотря на добавление значительного числа публикаций, применимых для составления КВ, были обнаружены лишь скромные изменения по сравнению с КВ уровня 1 по умолчанию. Однако более конкретные категории типов, созданные в этом исследовании, показали более узкие доверительные интервалы по сравнению с категориями по умолчанию. В целом, самые высокие выбросы CO₂ были обнаружены для лесных сельскохозяйственных угодий умеренного пояса и бореальных лесных территорий с очень низкой продуктивностью древостоев. Самые высокие КВ CH₄, в свою очередь, преобладали в бореальных бедных питательными веществами лесах с очень низкой продуктивностью древостоя и в лесах умеренного пояса независимо от статуса питательных веществ, в то время как КВ для облесенных участков были низкими или демонстрировали поглотительную функцию. Самые высокие КВ N₂O были обнаружены на засаженных лесом сельскохозяйственных угодьях и богатых питательными веществами участках, осушенных лесами. Случайные широкие доверительные интервалы можно объяснить главным образом одной или несколькими сильно отклоняющимися оценками, а не широтой применяемых категорий. Здесь КВ для новых категорий были дополнительно подтверждены статистическими моделями, связывающими годовой баланс парниковых газов в почве с показателями состояния питательных веществ в почве для конкретного участка, характеристиками древостоев и погодными и климатическими переменными, связанными с температурой. Результаты этого синтеза имеют важное значение для пересмотра КВ и национальной отчётности о выбросах, например, за счёт использования различных категорий для лесных массивов и осушенных лесом участков, а также более конкретных категорий продуктивности участков, основанных на потенциале производства древесины. 

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/20/4819/2023/

Разработан статистический метод для оценки моделирования в рамках CMIP6 крупномасштабных изменений приземной температуры в течение исторического периода (1850–2014 гг.) с рассмотрением всех временных масштабов, учётом различной невынужденной изменчивости каждой модели и наблюдений, неопределённости наблюдений и размера ансамбля переменных. Общность этого метода и тот факт, что он включает информацию о невынужденной изменчивости, делают его полезным инструментом оценки модели. Авторы применяют этот метод к оценкам исторического периода мультимодельного ансамбля CMIP6. Применяются три индекса, измеряющих различные аспекты крупномасштабного изменения температуры приземного воздуха: среднее глобальное значение, градиент полушария и недавно разработанный индекс, фиксирующий структуру температуры поверхности моря в тропиках (SST#). Использованы следующие наблюдения: HadCRUT5 для первых двух индексов и AMIPII и ERSSTv5 для SST#. В каждом случае проверяется гипотеза о том, что вынужденная реакция модели совместима с наблюдениями, с учётом невынужденной изменчивости как моделей, так и наблюдений, а также неопределённости измерений. Эта гипотеза принимается чаще (75% моделей) для градиента полушария, чем для глобального среднего значения, для которого половина моделей не проходят проверку. Тропическая картина температуры поверхности моря плохо воспроизводится во всех моделях. Учитывая, что тропическая модель температуры поверхности моря может сильно модулировать взаимосвязь между энергетическим дисбалансом и аномалиями средней глобальной приземной температуры в масштабах от годового до десятилетнего (параметр краткосрочной обратной связи), по мнению авторов, это должно стать основной областью для будущих улучшений из-за его потенциальных последствий для эволюции средней глобальной температуры в десятилетних масштабах времени.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/7/JCLI-D-22-0398.1.xml

Теплосодержание океана (ТСО) является одним из наиболее важных показателей, отслеживающих текущее глобальное потепление. Таким образом, смоделированные временные ряды ТСО являются краеугольным камнем для оценки научной эффективности моделей системы Земли и моделей глобального климата. Здесь представлен подробный анализ изменения ТСО при моделировании исторического климата (1850–2014 гг.), выполненный с использованием двух пар моделей CMIP6: UK Earth System Model 1 (UKESM1.0) и HadGEM3-GC3.1-LL и CNRM- ЕСМ2-1 и CNRM-CM6-1. Небольшое число моделей позволяет анализировать изменения ТСО в глобальном масштабе и для отдельных океанских бассейнов, используя новый ансамбль продуктов наблюдений. Для верхних 700 м Мирового океана две модели CNRM точно воспроизводят наблюдаемое изменение ТСО с 1960-х годов. Две британские модели (UKESM1.0-LL и HadGEM3-GC3.1-LL) компенсируют отсутствие потепления в слое 0–700 м в 1970-х и 1980-х годах потеплением ниже 2000 м. Наблюдаемое потепление в слое между 700 и 2000 м существенно недооценено всеми моделями. Повышенная значимость поглощения тепла океаном в Атлантике после 1991 года, предложенная наблюдениями, учитывается моделями Великобритании, но в меньшей степени моделями CNRM, что, вероятно, связано с усилением атлантической меридиональной термохалинной циркуляции в моделях Великобритании. Региональные характеристики поглощения тепла океаном различаются, хотя все четыре модели имеют один и тот же компонент океана (NEMO ORCA1). Различия в смоделированных глобальных временных рядах ТСО по всей глубине можно объяснить различиями в общем эффективном радиационном воздействии модели.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/7/JCLI-D-22-0468.1.xml

Низкий уровень снега за последние несколько десятилетий и прогнозы о том, что в будущем снег будет практически полностью отсутствовать, стимулировали исследования снежных засух, представляющих угрозу водной безопасности и управлению водными ресурсами. Отсутствовали систематические сравнения моделей данных о снежной засухе, что затрудняло понимание причин снежной засухи в прошлом. Чтобы восполнить этот пробел, авторы проанализировали явления снежной засухи, используя стандартизированный индекс эквивалента снеговой воды, полученный на основе ежемесячных результатов четырёх численных экспериментов с использованием модели E3SM Land (ELM) и данных ERA5-Land за период 1980–2014 гг. Кроме того, они сравнили продолжительность снежной засухи, рассчитанную по моделям, с продолжительностью снежной засухи, полученной на основе данных ERA5-Land в отдельные годы Эль-Ниньо - Южного колебания (ЭНЮК). Численные эксперименты проводились с ELM, управляемой двумя заданными атмосферными воздействиями, и со связанной конфигурацией E3SM с сушей и атмосферой с обратной связью по гидравлической схеме установки и без неё. Анализ показывает, что 20–30% снежных засух происходят из-за факторов, отличных от температуры выше нормы и небольшого числа снегопадов, таких как низкая влажность почвы, тёплая почва, низкая относительная влажность и т.д., особенно в высоких северных широтах (50°). Кроме того, это исследование подчёркивает усиливающееся влияние явлений ЭНЮК на условия снежной засухи в различных регионах, несмотря на некоторые расхождения между результатами модели и ERA5-Land. Также выявлены ограничения объединённых моделей суши и атмосферы в текущей конфигурации при определении пространственных закономерностей снежных засух. Это исследование подчёркивает сложность прогнозирования и смягчения последствий снежной засухи, а также необходимость всестороннего понимания факторов, способствующих снежной засухе.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023JD039308

Более тёплые воды и другие факторы позволяют ураганам в Атлантике усиливаться быстрее.

По данным Национального центра ураганов, когда в прошлом месяце ураган Отис обрушился на берег недалеко от Акапулько, Мексика, это был самый сильный шторм за всю историю наблюдений в этом регионе. Всего за день до этого ярость шторма была почти немыслимой.
Отис усиливался быстрее, чем любой другой ураган, наблюдавшийся учёными. Ветры урагана усилились на 50 метров в секунду (115 миль в час) всего за 24 часа, и он вырос из урагана категории 1 в категорию 5 всего за несколько часов, что ошеломило синоптиков.
Такая «взрывная интенсификация» согласуется с недавней тенденцией к более быстрому усилению ураганов, поскольку изменение климата приводит к нагреву вод по всему миру.
Отис был тихоокеанским штормом, но Атлантический океан не застрахован от этой тенденции, согласно новому исследованию, опубликованному в Scientific Reports.
«Штормы, которые усиливаются особенно быстро, зачастую трудно предсказать», — сказала Андра Гарнер (Andra Garner), климатолог из Университета Роуэна и единственный автор исследования. «Это создаёт проблемы, если добавить к этому тот факт, что их также трудно планировать».

Климат интенсификации

Все ураганы начинаются с небольших штормов, которые становятся сильнее и организованнее по мере того, как они питаются тёплыми водами, вызывающими мощные восходящие потоки. Когда скорость урагана увеличивается как минимум на 15 метров в секунду (35 миль в час) в течение 24 часов, говорят, что он быстро усиливается.
«Вы ложитесь спать, думая, что это будет ураган 1-й категории, а затем просыпаетесь и видите, что это ураган 5-й категории», — сказал Картик Балагуру (Karthik Balaguru), климатолог из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, исследующий усиление ураганов, но не связанный с новым исследованием.
Изменение климата является очевидным виновником того, почему всё больше штормов попадает в эту категорию, хотя вся история, вероятно, более тонкая.
«Мы знаем, что по мере того, как люди нагревали планету, около 90% этой избыточной энергии и тепла ушло в океаны», — сказала Гарнер. «Мы также знаем, что для усиления ураганов, и особенно для быстрого усиления, требуется тёплая вода».
Чтобы выяснить, как эти простые факты влияют на сложные, крупномасштабные погодные явления, Гарнер проанализировала данные из базы данных HURDAT2 Национального центра ураганов, включающей информацию о каждом урагане в Атлантике, начиная с 1971 года. Она сравнила пиковые темпы усиления ураганов в течение трёх периодов: исторической, с 1971 по 1990 гг.; промежуточной – с 1986 по 2005 гг.; и современной эпох, с 2001 по 2020 гг.
В 12-, 24- и 36-часовых окнах средние пиковые темпы усиления ураганов сейчас как минимум на 26% выше, чем пять десятилетий назад.
Данные также показывают тревожное увеличение скорости, с которой относительно небольшие штормы превращаются в крупные ураганы, определяемые как штормы 3-й категории или более сильные. Сейчас вероятность того, что данный шторм перейдет из категории 1 в категорию 3 или выше в течение 24 часов, составляет 8% по сравнению с 3% в прошлом.
«Моё внимание определённо привлекло то, что этот показатель увеличился более чем вдвое за 24-часовой или 36-часовой период», — сказала Гарнер.
Эта тенденция ещё более выражена среди штормов с наибольшим усилением. В период с 1971 по 1990 гг. всего 13 ураганов превратились из тропических штормов в крупные ураганы за 36 часов. Согласно исследованию Гарнер, за последние 20 лет этот скачок совершили 49 штормов, что статистически невозможно без соответствующего увеличения скорости усиления.
Гарнер обнаружила увеличение вероятности быстрого усиления урагана вдоль атлантического побережья США, а также в южной части Карибского бассейна и тропической восточной части Атлантического океана, но не в Мексиканском заливе. Она также обнаружила, что усиление штормов становится более вероятным, когда они находятся вблизи побережья, а не далеко в океане. Это может ещё больше затруднить прогнозирование и подготовку к сильным штормам.

Сильные штормы

Статья согласуется с предыдущими исследованиями, показывающими увеличение интенсивности ураганов в Атлантике и за её пределами, в том числе вблизи побережий. Но в то время как другие исследования фокусировались на конкретных регионах и часто рассматривали только быстро усиливающиеся ураганы, новое исследование гораздо шире, сказал Балагуру. Гарнер показала, что независимо от местоположения и силы урагана сохраняется одна и та же тенденция.
«Вы приходите к одному и тому же выводу, как бы вы на это ни смотрели», — сказала она.
По мнению Грегори Фольца (Gregory Foltz), океанографа из NOAA, работа также указывает на будущие направления новых исследований. «Схемы увеличения темпов интенсификации в Атлантическом бассейне. . .они довольно интересны», — сказал он.
Например, не совсем понятно, почему ураганы усиливаются быстрее вблизи побережий и почему в некоторых регионах наблюдается более сильная интенсивность, чем в других. Хотя очевидно, что более тёплые воды океана вызывают более сильные ураганы, необходимо также лучше изучить взаимное воздействие других факторов, таких как влажность, сдвиг ветра и вращение атмосферы, сказал Фольц.
На данный момент совершенно очевидно, что в ближайшие десятилетия ураганы, похоже, будут становиться сильнее. Это, безусловно, повод для беспокойства, но, подчеркнула Гарнер, в этой тенденции также заложены семена надежды.
«Поскольку мы стали причиной потепления океанских вод, мы также можем стать решением проблемы, изменить своё поведение и ограничить дополнительное потепление», — сказала она.

Ссылка: https://eos.org/articles/atlantic-hurricanes-are-intensifying-faster

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА) представило КС28 Центр по парниковым газам США

Созданные на принципах открытого исходного кода наборы данных Центра по парниковым газам, связанные с ними алгоритмы и вспомогательный код полностью открыты. Это означает, что любой желающий может протестировать данные, алгоритмы и результаты. Центр также включает в себя службу поддержки пользователей и аналитический центр, позволяющий пользователям выполнять расширенный анализ данных с использованием вычислительных ресурсов и интерактивного визуального интерфейса для просмотра результатов исследования. Центр по парниковым газам США будет служить центром сотрудничества между учреждениями правительства США, а также некоммерческими организациями и партнерами из частного сектора. Данные, информация и компьютерные модели, полученные в результате наблюдений с Международной космической станции и различных спутниковых и воздушных миссий, и наземных станций, теперь доступны онлайн.

Ссылка: https://earth.gov/ghgcenter

Парниковые газы и аэрозоли играют важную роль в контроле глобального изменения климата. Парниковые газы вызывают радиационный дисбаланс, способствующий нагреву океана, а аэрозоли способствуют его охлаждению. С 1980 года эффективная радиация, ощущаемая планетой из-за антропогенных аэрозолей, выровнялась, глобальное охлаждение океана, обусловленное аэрозолями, замедлилось, а его потепление, вызванное парниковыми газами, ускорилось. Авторы исследуют замедление охлаждения океана, вызванное аэрозолями, путём количественной оценки изменяющейся во времени и пространстве эффективности поглощения тепла океаном, определяемой как изменение скорости глобального накопления тепла в океане на градус снижающейся температуры поверхности. В моделировании с учётом только аэрозолей эффективность поглощения тепла океаном снизилась на 43 ± 14% с 1980 года. Это снижение вызвано процессами в тропиках и субтропиках, в то время как самая холодная часть океана продолжает поддерживать охлаждение и высокую эффективность поглощения тепла океаном. Представленные результаты указывают на растущую тенденцию к менее эффективному охлаждению океана аэрозолями.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL105374

«Взвешивание» климатических моделей в последнее время стало всё более распространённым подходом. Однако оно остаётся темой постоянных дискуссий, особенно для анализа, необходимого в региональном масштабе, такого как гидрологические оценки. Различные исследования оценивали подходы к «взвешиванию» для моделирования климата. В частности, в нескольких тематических исследованиях оценивалось влияние «взвешивания» климатических моделей на прогнозы речного стока. Кроме того, методологические и географические ограничения предыдущих исследований затрудняют экстраполяцию их выводов на регионы с контрастными гидроклиматическими режимами, что подчёркивает необходимость дальнейших исследований. В этом исследовании оценивается влияние весовых подходов различных климатических моделей на гидрологические прогнозы для гидрологически разнообразных бассейнов. Ансамбль из 24 моделей глобального климата в сочетании с сосредоточенной гидрологической моделью используется в 20 бассейнах Северной Америки для создания 24 прогнозов речного стока на основе моделей глобального климата. Шесть подходов с неравным взвешиванием, включающих критерии, основанные на температуре, осадках и речном стоке, были оценены с использованием вневыборочного подхода в течение базисного периода 1976–2005 гг. Более того, подходы с неравным взвешиванием сравнивались с подходом с равным взвешиванием за периоды 1976–2005, 2041–2070 и 2070–2099 гг. Оценка вне выборки показала, что ансамбли с неравным взвешиванием могут улучшить представление среднего гидрографа в исторических условиях по сравнению с обычным подходом с равным взвешиванием. Кроме того, результаты показали, что неодинаковое взвешивание климатических моделей не только повлияло на величину и сигнал изменения климата, но также уменьшило разброс неопределённости реакции модели гидрологических прогнозов, особенно в отношении бассейнов с преобладанием дождей. Эти результаты подчёркивают необходимость дальнейшей оценки адекватности климатических моделей с одинаковым весом, особенно для переменных с, как правило, большей неопределённостью в региональном масштабе.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-023-03643-9