Адаптация к будущему повышению уровня моря основана на прогнозах постоянно улучшающихся климатических моделей. Эти прогнозы сопровождаются неотъемлемыми неопределённостями, в том числе из-за внутренней изменчивости климата, возникающей в результате сложных и непредсказуемых взаимодействий внутри и между компонентами климатической системы, что делает её воздействие неустранимым. Хотя пренебрежение этой неопределённостью может привести к недооценке будущего повышения уровня моря, его оценка и последствия ещё не полностью изучены. Сочетая эксперименты Большого ансамбля Модели Земли Сообщества версии 1 со статистикой по степенному закону, авторы показывают, что к 2100 году, если неопределённость внутренней изменчивости климата достигнет своего верхнего предела, появятся новые горячие точки повышения уровня моря в мегаполисах Юго-Восточной Азии (Ченнаи, Калькутта, Янгон, Бангкок, Хошимин и Манила), в западной части тропических островов Тихого океана и в западной части Индийского океана. Чем лучше учтена и правильно оценена неопределённость внутренней изменчивости климата, тем более эффективные стратегии адаптации могут быть разработаны с уверенностью и последующими действиями.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-023-01603-w

Естественные выбросы метана CH₄ из водных экосистем могут увеличиться из-за антропогенного потепления климата, хотя масштабы увеличения весьма неопределённы. Используя исключительно большой набор данных о потоках CH₄ (около 19 000 камерных измерений) и информацию дистанционного зондирования, авторы смоделировали выбросы CH₄ водно-болотных угодий в масштабе участка и ландшафта из региона выбоин в прериях*, крупнейшего комплекса водно-болотных угодий в Северной Америке. Выбросы CH₄ в масштабе участка определялись гидрологией, температурой, растительностью и размером водно-болотных угодий. Исторически сложилось так, что выбросы CH₄ из водно-болотных угодий в ландшафтном масштабе в значительной степени зависели от их общей площади. Однако, независимо от будущей протяжённости водно-болотных угодий, выбросы CH₄ из региона выбоин в прериях, по прогнозам, увеличатся в два или три раза к 2100 году при сценариях умеренного или сильного потепления, соответственно. Эти результаты показывают, что международные усилия по снижению концентрации CH₄ в атмосфере должны совместно учитывать антропогенные и естественные выбросы, чтобы поддерживать цели по смягчению последствий изменения климата до конца века.
*Область выбоин в прериях представляет собой обширную область северных Великих равнин, которая содержит тысячи неглубоких водно-болотных угодий, известных как выбоины.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ade1112

Авторы характеризуют физические и оптические свойства аэрозолей для 13 случаев горения биомассы, а) включая дальнее воздействие пожаров в бореальных лесах Аляски и Сибири, перенесённой к обсерватории горы Бачелор (штат Орегон, США) в свободной тропосфере в течение 8–14 и более дней, б) региональные лесные пожары в северной Калифорнии и юго-западном Орегоне, также перенесённой к обсерватории в пограничный слой в течение от 10 часов до 3 дней. Интенсивные оптические свойства аэрозолей и нормализованные коэффициенты усиления для событий горения биомассы были получены на основе измерений коэффициентов аэрозольного светорассеяния (‎σ_scat), коэффициентов аэрозольного светопоглощения (σ_abs), концентрации мелкодисперсных твёрдых частиц (PM₁) и окиси углерода CO, проведённых с июля по сентябрь 2019 г.; данные о распределении частиц по размерам собирались с августа по сентябрь. Наблюдения показали, что события Сибирского горения биомассы имели более низкий показатель рассеяния Ангстрёма, более высокую эффективность массового рассеяния (σ_scat/ΔPM₁) и бимодальное распределение аэрозолей по размерам с более высоким средним геометрическим диаметром (D_g). Есть основания предполагать, что более крупные частицы и связанные с ними рассеивающие свойства были обусловлены переносом мелкой пыли вместе с дымом в дополнение к вкладу от конденсации вторичного аэрозоля, коагуляции более мелких частиц и преобразования водной фазы во время транспортировки. Шлейфы горения биомассы бореальных лесов Аляски и Сибири переносились на большие расстояния в свободной тропосфере и характеризовались более низкими значениями показателя поглощения Ангстрёма, свидетельствующими о преобладании в радиационном балансе чёрного углерода. Значительно повышенные значения показателя поглощения Ангстрёма наблюдались только для событий горения биомассы с переносом, продолжавшимся менее одних суток, что предполагает интенсивное образование коричневого углерода в этих шлейфах, но ограниченное радиационное воздействие за пределами непосредственной области.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/23/2747/2023/

Обновление включает больше арктических данных

Национальные центры экологической информации (NCEI) NOAA обновляют свой текущий глобальный набор климатических данных, чтобы предоставить больше информации о климате Земли, а также продлевают наблюдаемые температурные ряды на 30 лет.
Обновление текущего набора данных NOAA Global Temperature от NCEI — одного из наиболее заметных и широко используемых наборов данных для оценки глобального климата — дебютирует в отчёте о глобальном климате за январь 2023 г. Этот новый глобальный набор климатических данных расширит и заменит текущий, который используется с 2019 года.
«Эта новая версия глобального набора данных NOAA о температуре поверхности является частью обязательства NCEI по предоставлению полной и всесторонней картины климата Земли», — сказал директор NCEI Дик Арндт (Deke Arndt). «Регулярные обновления наших наборов данных помогают расширить понимание нашей динамичной планеты». 

В этом обновлении есть два основных дополнения:

• Включены дополнительные данные по арктическому региону, а также использованы новые научные методы мониторинга климата в других местах с ограниченными климатическими данными.
• Используя усовершенствованную методологию для анализа архивных наблюдений NCEI за сушей и океаном, к текущим мировым климатическим данным, которые теперь простираются до 1850 года, добавлены ещё 30 лет.

Наборы данных NOAA Global Temperature состоят из данных метеостанций по всей поверхности суши, а также данных о поверхности океана с кораблей, буёв, надводных дрифтеров, профилирующих буёв и других автоматических систем. Однако до недавнего времени мониторинг условий окружающей среды вокруг Арктики и Антарктики был более сложной задачей из-за меньшего числа наблюдений за температурой в этих регионах.
Обновлённая версия теперь включает данные с большего числа буёв со всей Арктики, а также использует усовершенствованные методы расчёта температуры в полярных регионах Земли.
Новая версия набора данных NOAA Global Temperature показывает аналогичные тенденции потепления в климате Земли по сравнению с предыдущей версией, указывая на то, что краткосрочные и долгосрочные климатические тенденции остаются согласованными во всех наборах данных.
Эта новая информация поступает в критический момент в истории климата Земли. Арктика является самым быстро (как минимум в три раза быстрее, чем любой другой регион) нагревающимся регионом в мире. Все 10 самых тёплых лет за всю историю наблюдений на земном шаре пришлись на период после 2010 года. Последние девять лет (2014–2022 гг.) были самыми тёплыми за всю историю наблюдений. 

Ссылка: https://www.noaa.gov/news-release/new-data-gives-noaa-more-extensive-picture-of-global-climate

В потере массы Антарктического ледяного щита преобладает динамика льда, когда обусловленное океаном таяние приводит к раскреплению и ускорению течения льда. Долговременное изменение скорости течения льда измерялось в Антарктиде за последние четыре десятилетия; однако наблюдения за краткосрочной сезонной изменчивостью скорости на приземлённом ледяном щите ограничены. Авторы оценили сезонные изменения скорости течения льда на 105 ледниках западной части Антарктического полуострова, используя спутниковые наблюдения Sentinel-1, охватывающие период с 2014 по 2021 гг. Найдено среднее летнее ускорение 12,4 ± 4,2% при максимальном изменении скорости до 22,3 ± 3,2% на ледниках с наиболее выраженной сезонностью. Эти результаты показывают, что за шестилетний период исследования ледники на западе Антарктического полуострова реагируют на сезонное воздействие в системе «лёд-океан-атмосфера», что указывает на чувствительность к изменениям положения, таяния поверхности, потока дождевой воды и температуры океана. Сезонные колебания скорости необходимо учитывать при измерении баланса массы и вклада Антарктического полуострова в уровень моря, и исследования должны установить будущую эволюцию этого ранее недокументированного сигнала при сценариях потепления климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-023-01131-4

Чтобы справиться с серьёзными проблемами при моделировании крайне нелинейной физики антарктического морского льда, разработано многомерное сбалансированное атмосферное ансамблевое воздействие на основе компонента реанализа ERA5 с высоким разрешением, учитывающего взаимосвязь между различными переменными и последовательными временами. Чтобы проверить эффективность этого нового воздействия, с 1 января 2016 г. по 28 февраля 2017 г. были проведены эксперименты. По сравнению с моделированием, форсированным с помощью ансамблевого компонента ERA5, ансамблевое атмосферное воздействие, разработанное в этом исследовании, создаёт более резонный модельный ансамбль, подавляющий ошибки при моделировании сплочённости морского льда, и даёт более точную оценку его неопределённостей. Дальнейший анализ баланса толщины морского льда показывает, что это влияние атмосферного ансамблевого воздействия на моделирование морского льда связано с модуляцией термодинамических процессов атмосфера-океан и морской лёд-океан. Эти результаты закладывают основу для дальнейшего улучшения усвоения данных о морском льду Антарктики и вероятностного прогнозирования.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022GL101139

Аномалии в частоте речных паводков, т.е. периоды с их высоким или низким уровнем, вызывают погрешности в оценках риска паводков и, таким образом, снижают эффективность мер по адаптации к изменению климата. Хотя наблюдения недавно подтвердили наличие аномалий паводков в Европе, их точные причины не ясны. Авторы анализируют речной сток и наблюдения за климатом в период 1960-2010 гг., чтобы показать, что сдвиги в процессах формирования паводков в большей степени способствуют возникновению региональных аномалий, чем изменения количества экстремальных осадков. Переход от дождя на сухую почву к дождю на влажную почву на 5% увеличил частоту периодов наводнений в Атлантическом регионе, а противоположный сдвиг в Средиземноморском регионе увеличил частоту периодов с низким уровнем паводков, но, вероятно, единичные экстремальные наводнения случаются чаще. Аномалии, вызванные изменением процессов формирования паводков в Европе, могут ещё больше усилиться в условиях потепления климата и должны учитываться при оценке паводков и управлении ими.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-023-00714-8

Структура аномалий приземной температуры воздуха «тёплая Арктика - холодная Евразия» (ТАХЕ) является характерной чертой изменений климата Евразии во время бореальной зимы. Межгодовые аномалии ТАХЕ сопровождаются таянием морского льда в Баренцевом и Карском морях, однако причинно-следственная связь между ними остаётся спорной из-за большой внутренней атмосферной изменчивости над субарктической Евразией зимой. Авторы выделяют вклад потери морского льда в Баренцевом и Карском морях в аномалии ТАХЕ на основе подхода статистической декомпозиции. Обнаружено, что аномалия антициклонической циркуляции над субарктической Евразией, вызывающая аномалии ТАХЕ, достигает своего пика за три дня до потери морского льда в Баренцевом и Карском морях. После исключения этого предшествующего атмосферного воздействия похолодание в Восточной Азии созревает примерно на 15 дней позже в результате ослабления переноса влаги, связанного с усиленным нисходящим гребнем в Баренцевом и Карском морях и Восточно-Азиатским жёлобом из-за потери морского льда в Баренцевом и Карском морях. Результаты показывают, что потеря морского льда в Баренцевом и Карском морях способствует ~ 65% и ~ 81% связанного с ТАХЕ похолодания в Восточной Азии и потепления в Арктике в межгодовом временном масштабе, соответственно, тогда как похолодание, связанное с ТАХЕ над центральной Евразией, в основном является результатом внутренней атмосферной изменчивости. Такое запаздывающее менее чем на месяц похолодание в Восточной Азии, вызванное исчезновением морского льда в Баренцевом и Карском морях, может помочь в прогнозировании зимних экстремальных холодов в Восточной Азии.

Ссылка: https://www.researchgate.net/publication/368495880_Observed_contribution_of_Barents-Kara_sea_ice_loss_to_Warm_Arctic-Cold_Eurasia_anomalies_by_submonthly_processes_in_winter

В Европе морская ветровая энергетика играет ключевую роль в переходе к возобновляемым источникам энергии, и ожидается, что её использование возрастет в ближайшие несколько десятилетий. В соответствии с режимами работы ветроустановки производство ветровой энергии может быть нарушено экстремальными атмосферными явлениями, связанными с малой и высокой скоростями ветра (ниже и выше предельной, соответственно). Целью данной работы является оценка поведения экстремальных ветров на европейской панораме за период 1950-2020 гг., чтобы исследовать связанные с ними крупномасштабные погодные режимы и их влияние на доступность морской ветровой энергии. Обнаружены значительные изменения в частоте сильных и слабых экстремальных ветровых явлений, которые доказывают, что изменение климата или его долгосрочная изменчивость уже повлияли на выходную мощность морского ветра. Более того, анализ погодных режимов показал, что над Европой могут одновременно возникать явления сильного и слабого экстремального ветра. Эти результаты свидетельствуют о необходимости внедрения эффективной европейской политики управления энергопотреблением, чтобы свести к минимуму дефицит ветровой энергии.

Ссылка: https://www.researchgate.net/publication/368696524_Climate_change_on_extreme_winds_already_affects_off-shore_wind_power_availability_in_Europe

Подземные воды являются одним из крупнейших резервуаров воды на Земле, но имеют относительно небольшие потоки по сравнению с их объёмом. Их перемещение преувеличено на глубинах ниже 500 м, где находится бо́льшая часть подземных вод и где задокументировано их время пребывания от миллионов до даже миллиардов лет. Однако степень взаимодействия между глубокими подземными водами (> 500 м) и остальной частью наземного водного цикла в глобальном масштабе неясна из-за проблем с обнаружением их вклада в речной сток. Авторы использовали подход баланса массы хлоридов для количественной оценки вклада глубоких подземных вод в глобальный речной сток. Глубокие подземные воды, вероятно, составляют менее 0,1% глобального речного стока и лишь слабо и спорадически связаны с остальной частью водного цикла в геологических временных масштабах. Несмотря на эту слабую связь с речным стоком, обнаружено, что глубокие подземные воды важны для глобального цикла хлоридов, обеспечивая ~ 7% потока хлоридов в океан.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-023-00697-6