В настоящем исследовании изучается влияние антропогенных воздействий (ANT) на приземные температуры воздуха (SAT) в Восточной Азии в течение длительного периода (1850–2014 гг.) с использованием новых наборов данных Проекта CMIP6. На основе мультимодельного ансамбля CMIP6 были исследованы исторические (ХХ век) и будущие (XXI век) прогнозы изменений SAT. Расчёты показывают, что в течение 1850–2014 гг. комбинация ANT и естественного (NAT) воздействия (ALL = ANT + NAT) увеличивала SAT в Восточной Азии на 0,031°C/10 лет, в то время как большое увеличение на 0,08°C/10 лет связано с выбросами парниковых газов. Воздействие ANT быстро увеличивалось после 1969 года. В результате изменение SAT увеличивалось со скоростью 0,268°C/10 лет и 0,255°C/10 лет при воздействии эмиссии парниковых газов и при варианте ALL, соответственно. Выбросы парниковых газов, вызванные деятельностью человека, были доминирующими факторами, определяющими рост SAT, и они также будут способствовать существенным тенденциям к потеплению в будущем. Кроме того, был использован оптимальный метод с целью обозначить влияние воздействия ANT на изменение климата в Восточной Азии. В двухсигнальном анализе воздействие ANT было чётко обнаружено и отделено от форсинга NAT. В анализе с тремя сигналами эффект парниковых газов был доминирующим и отделён от воздействий антропогенного аэрозоля и NAT. Будущие прогнозы на период с 2015 по 2100 гг. были рассмотрены на основе сценариев социально-экономических траекторий выбросов CMIP6.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-16110-9

Климат северного полушария испытывал различные когерентные зимние климатические тенденции в течение нескольких десятилетий в стратосфере, тропосфере, океане и криосфере. Однако общая механистическая структура, связывающая эти тенденции, не установлена. Здесь, используя долгосрочное нестационарное вынужденно-связанное моделирование климата, показано, что большие части когерентных многодесятилетних изменений в северном полушарии могут быть интерпретированы в рамках затухающих связанных стратосферных/тропосферных/океанских колебаний. Вызванная волнами, распространяющаяся вниз положительная стратосферно-тропосферная северная кольцевая мода и связанное с ней стратосферное охлаждение инициируют запаздывающее термохалинное усиление атлантической термохалинной циркуляции и внетропических атлантических вихрей. Это увеличивает перенос тепла океаном к полюсу, приводя к таянию арктического морского льда, усилению потепления в Арктике и крупномасштабному потеплению в Атлантике, что, в свою очередь, инициирует вызванное волнами, распространяющееся вниз отрицательное значение северной кольцевой моды и стратосферное потепление и тем самым меняет фазу колебаний. Эта связанная изменчивость повышает эффективность статистических моделей, прогнозирующих дальнейшее ослабление Североатлантического колебания, похолодание в Северной Атлантике и задержку в зимний период морского льда в Северной Атлантике и Арктике, а также глобальную поверхностную температуру, как и в 1950–1970-х годах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00275-1

Скорость и масштабы вклада Антарктического ледникового щита в глобальное повышение уровня моря после 2100 г. остаются весьма неопределёнными. Однако прошлые изменения Антарктического ледникового щита дают возможность понять современное и будущее поведение ледниковых щитов. В этом обзоре описано, как Антарктический ледниковой щит развивался в течение доиндустриального голоцена, от 11 700 лет назад до 1850 года нашей эры. Выделены три основные фазы поведения ледникового щита: период быстрой потери объёма льда во всех секторах в раннем и среднем голоцене; отступление вглубь современной границы ледникового щита на некоторых участках с последующим его наступлением; и продолжающаяся потеря объёма льда в нескольких секторах в течение последних нескольких тысячелетий, а в некоторых районах до и в индустриальную эпоху. Глобальный уровень моря повысился на 2,4–12 м из-за периода быстрого таяния антарктического льда и, возможно, снизился на 0,35–1,2 м из-за последующего наступления ледника. Изменения в Антарктическом ледниковом щите во время голоцена, вероятно, были вызваны процессами, аналогичными действующим сегодня и прогнозируемым в будущем, которые связаны с океаническими и атмосферными условиями, а также топографией дна. Необходима дальнейшая работа, чтобы лучше понять эти процессы и количественно оценить вклад Антарктики в прошлые изменения уровня моря.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00309-5

Парадокс отношения сигнала к шуму, заключающийся в том, что ансамбль климатических моделей лучше предсказывает реальный мир, чем члены этого ансамбля, выдвигает на первый план серьёзную и в настоящее время неразрешенную ошибку моделей, отрицательно влияющую на прогнозы климата и вносящую в них неопределённость. С помощью вычисленной величины обратной связи между кратковременными вихрями и крупномасштабными аномалиями потоков в системах с несколькими сезонными прогнозами данное исследование показывает, что современные системы недооценивают эту положительную обратную связь с вихрями и что этот недостаток тесно связан со слабым отношением сигнал/шум в ансамблевых средних предсказаниях. Кроме того, показано, что улучшенная вихревая обратная связь обусловлена большей силой связи между Эль-Ниньо, Южным и Арктическим колебаниями, а также с более сильными предсказуемыми сигналами. Представлен метод оценки потенциального прироста качества прогнозов, который может быть достигнут за счёт устранения дефицита вихревой обратной связи, в частности, в некоторых внетропических регионах, что значительно улучшит прогнозы Арктического колебания.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00280-4

Крупномасштабное химическое истощение озона, обусловленное антропогенными выбросами, происходит над Антарктидой, а также, в меньшей степени, над Арктикой. Предсказуемость приземного климата в северном полушарии может быть улучшена за счёт ранее предложенной, хотя и неопределённой, связи с весенним истощением озона в Арктике. Авторы использовали данные наблюдений и результаты химико-климатических экспериментов с двумя моделями, чтобы отделить поверхностные последствия истощения озонового слоя от сложных динамических влияний. Обнаружено, что за весенним истощением стратосферного озона постоянно следуют аномалии приземной температуры и осадков с признаками, соответствующими положительной фазе арктического колебания, а именно, тёплые и сухие условия над южной Европой и Евразией и увлажнение над северной Европой. Примечательно, что эти аномалии, затрагивающие большие области северного полушария, в значительной степени вызваны потерей стратосферного озона. Это происходит из-за истощения озонового слоя, приводящего к уменьшению поглощения коротковолнового излучения, что, в свою очередь, вызывает устойчивые отрицательные температурные аномалии в нижней стратосфере и замедленный распад полярного вихря. Эти результаты показывают, что включение интерактивной химии озона в атмосферные модели может значительно повысить предсказуемость приземного климата северного полушария в сезонных временных масштабах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-022-00974-7

Эффективность осадков связывает конденсацию облаков с осадками, а также атмосферную циркуляцию с гидрологическим циклом. Определения и оценки сильно различаются из-за присущих эффективности осадков микрофизических зависимостей. Следовательно, чувствительность эффективности осадков к парниковому потеплению и последствия для изменения климата плохо изучены. Авторы количественно оценивают роль эффективности осадков в изменении климата, определяя простой индекс ϵ как отношение поверхностных осадков к пути конденсированной воды. Этот макроскопический показатель совместим с микрофизическими показателями эффективности осадков, а более высокий ϵ связан с более сильной средней циркуляцией Уокера. Кроме того, обнаружено, что современные климатические модели расходятся в оценках относительно знака и величины будущих изменений ϵ. Это несоответствие знаков возникает из-за параметризации конвекции в моделях. Важно отметить, что модели с увеличением ϵ при парниковом потеплении, в соответствии с разрешением облачности, показывают большее замедление крупномасштабных циркуляций Хэдли и Уокера и вдвое большее увеличение количества экстремальных осадков, чем модели с уменьшением ϵ.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01400-x

Чёрный углерод образуется в результате неполного сгорания биомассы в результате лесных пожаров и сжигания ископаемого топлива. Он экологически устойчив на протяжении веков и тысячелетий, связывая углерод в морской и наземной среде. Однако его производство, хранение и динамика и, следовательно, его роль в более широком круговороте углерода во время глобальных изменений изучены плохо. В этом обзоре обсуждается цикличность чёрного углерода в континууме от суши до океана. Лесные пожары являются основным источником чёрного углерода, производя 128 ± 84 Мт в год. Отрицательные обратные связи между климатом и чёрным углеродом могут возникнуть по мере того, как лесные пожары усиливаются при антропогенном потеплении, производя больше чёрного углерода, что, в свою очередь, будет связывать углерод, но масштабы этих эффектов неизвестны. Большая часть чёрного углерода хранится в наземных системах, а часть переносится в океан реками и атмосферой. Однако баланс океанического чёрного углерода не сбалансирован, поскольку известные потоки удаления чёрного углерода превышают размеры его поступления. Авторы демонстрируют эти наблюдаемые несоответствия, используя простую ящичную модель океана, выделяющую ключевые области, нуждающиеся в будущих исследованиях. Измерения минерализации и скорости экспорта чёрного углерода вдоль континуума «суша-океан» и количественная оценка ранее неисследованных источников океанического чёрного углерода необходимы для составления глобального баланса чёрного углерода.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-022-00316-6

Глобальная растительность и связанные с ней экосистемные услуги в решающей степени зависят от наличия влаги в почве, которая уменьшилась во многих регионах за последние три десятилетия. Хотя недавно были исследованы пространственные закономерности чувствительности растительности к глобальной почвенной влаге, долгосрочные изменения чувствительности растительности к доступности почвенной влаги до сих пор неясны. Авторы оценивают глобальную чувствительность растительности к влажности почвы в период с 1982 по 2017 гг., применяя машинное обучение к индексу листовой поверхности (LAI) на основе наблюдений и данных о гидроклиматических аномалиях. Показано, что чувствительность LAI к влажности почвы значительно возрастает во многих полузасушливых и засушливых регионах. Тенденции чувствительности LAI связаны с многими гидроклиматическими и экологическими переменными, и самые сильные усиливающиеся тенденции наблюдаются в наиболее зависимых от наличия воды регионах, в которых дополнительно наблюдается уменьшение количества осадков. Современные модели земной поверхности не воспроизводят эту возрастающую чувствительность, поскольку они неверно представляют области, чувствительные к воде, и степень чувствительности. Эти результаты чувствительности подразумевают растущую уязвимость экосистемы к доступности воды, что может привести к ещё большему сокращению поглощения углерода растительностью в условиях усиливающейся в будущем засухи и, как следствие, к более интенсивному изменению климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-31667-9

Росгидромет в своей оперативно-производственной практике перешел с 1 июля 2022 года на новые климатические нормы с учётом изменений климата за последние 30 лет

Переход осуществлен во исполнение рекомендаций Всемирной Метеорологической Организации. Климатические нормы за период 1991-2020 гг. подготовлены по единой методике по 7 метеорологическим параметрам (среднемесячная температура воздуха, среднемесячная сумма осадков, среднемесячное число дней с осадками более 1 мм, среднемесячная упругость водяного пара, среднемесячное атмосферное давление на уровне станции, среднемесячное атмосферное давление на уровне моря, среднемесячная продолжительность солнечного сияния). Подведомственным Росгидромету учреждениям поручено провести информационно-разъяснительную работу с заинтересованными потребителями гидрометеорологической информации (в том числе СМИ) о внедрении новых климатических норм. Об этом сообщил научный руководитель Гидрометцентра России Р.М.Вильфанд.

Ссылка:  https://tass.ru/obschestvo/15147903

Поверхность суши под Гренландским и Антарктическим ледяными щитами изостатически подавляется массой вышележащего льда. Точное вычисление высоты суши при отсутствии льда важно при рассмотрении, например, региональной геодинамики, геоморфологии и поведения ледникового покрова. Авторы использовали современные компиляции толщины льда и эффективной упругой толщины литосферы для расчёта полностью уравновешенной изостатической реакции твёрдой земли на полное удаление Гренландского и Антарктического ледяных щитов. Использована модель изгиба упругой плиты для расчёта изостатического отклика на отсутствие современных нагрузок ледяного щита и саморегулирующая гравитацию вязкоупругая модель для внесения поправки на оставшуюся изостатическую неустойчивость, вызванную потерей массы льда со времени последнего ледникового максимума. Также учитываются обратные связи, возникающие от водной нагрузки в районах, расположенных ниже уровня моря, после снятия ледникового покрова. Кроме того, количественно оценены неопределённости в общей изостатической реакции, связанной с рядом упругих и вязкоупругих свойств Земли. Установлено, что максимальное изменение высоты дна после полного восстановления равновесия происходит над центром массивов суши и составляет +783 м в Гренландии и +936 м в Антарктиде. Напротив, районы вокруг кромки льда опускаются на глубину до 123 м из-за сочетания повышения уровня моря, обрушения периферийных выступов и воздействия воды. Рассчитанные поля изостатического отклика находятся в открытом доступе и имеют ряд приложений для изучения региональной геодинамики, эволюции ландшафтов, динамики криосферы и изменения относительного уровня моря.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-15440-y