Разреженная сеть наземных арктических станций приводит к значительным пробелам в данных по атмосферному метану (CH₄), особенно в регионах, покрытых морским льдом. Судовые измерения могут дополнить эти данные, углубив понимание региональной и сезонной изменчивости концентрации CH₄. В данном исследовании представлены непрерывные судовые измерения концентрации и изотопного состава CH₄ над поверхностью открытого океана и морского льда во время 4-го (июнь–июль 2020 г.) и 5-го (август–сентябрь 2020 г.) этапов экспедиции Многопрофильной дрейфующей обсерватории по изучению арктического климата (MOSAiC) в Центральной Арктике. Измерения направлены на улучшение понимания процессов путём выявления локальных источников выбросов и уточнения путей переноса и анализа атмосферного перемешивания. Авторы сравнили три метода фильтрации загрязнений и применили алгоритм обнаружения загрязнений к необработанным данным. Сравнение с данными близлежащих наземных станций и их сезонными циклами показывает, что судовые данные фиксируют динамические изменения в источниках, стоках и процессах переноса CH₄, выходящие за рамки сезонности. Чтобы расшифровать основные процессы, авторы определили пути переноса воздушных масс в пограничном слое атмосферы над Северным Ледовитым океаном и их области источников, используя пятидневные обратные траектории из инструмента LAGRANTO, основанные на данных поля ветра реанализа ERA5. Оказалось, что изменчивость концентрации CH₄ обусловлена ​​воздушными массами, на которые преимущественно влияют открытые океанские и покрытые морским льдом регионы, при этом динамика морского льда вносит определённые изменения вдоль путей переноса. Эти результаты подчёркивают важность переноса и происхождения воздушных масс в формировании изменчивости концентрации CH₄ в центральной Арктике. Исследование подчёркивает ценность интеграции судовых измерений CH₄ с траекторным анализом для улучшения понимания на уровне процессов и поддержки улучшенного регионального моделирования.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-3778/

Образование приземного озона (O₃) в городских районах нелинейно зависит от относительной доступности его прекурсоров: оксидов азота (NOx) и летучих органических соединений (ЛОС). Для снижения загрязнения O₃ ключевым вопросом является определение режима образования O₃ (ограниченного NOx или ЛОС). Авторы использовали наземные наблюдения O₃ в сочетании с космическими наблюдениями его прекурсоров, а именно диоксида азота (NO₂) и формальдегида (HCHO), для изучения долгосрочных сдвигов в режимах химического образования O₃ в регионах-источниках выбросов по всему миру. Сначала они получили пороговые значения режима для отношения HCHO/NO₂, определяемого по спутниковым данным, исследуя его связь с эффектом O₃ в выходные дни. Было обнаружено, что переход от режима, ограниченного ЛОС, к режиму, ограниченному NOx, происходит при ~3,1 [2,7–3,4] для HCHO/NO₂ с небольшими региональными вариациями. Интегрируя данные с четырёх спутниковых приборов, включая Global Ozone Monitoring Experiment (GOME), SCanning Imaging Absorption SpectroMeter for Atmospheric ChartographY (SCIAMACHY), Ozone Monitoring Instrument (OMI) и TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI), авторы построили 27-летний (1996–2022 гг.) ряд спутниковых данных HCHO/NO₂, на основе которого оценили долгосрочные тенденции в режимах производства O₃. Очевидна заметная глобальная тенденция к режимам, ограниченным NOx, особенно в развитых регионах, таких как Северная Америка, Европа и Япония, с намечающимися тенденциями в развивающихся странах, таких как Китай и Индия, за последние два десятилетия. Этот сдвиг поддерживается как ростом отношений HCHO/NO₂, так и уменьшением эффекта выходных дней для O₃. Тем не менее, городские территории по-прежнему находятся в переходном режиме с ограниченным содержанием ЛОС, если судить по среднегодовым показателям. Эти результаты подчёркивают важность адаптивных стратегий контроля выбросов для снижения уровня загрязнения O₃.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/25/9127/2025/

Атлантификация — это продолжающееся океаническое явление, характеризующееся расширением типичной атлантической зоны в сторону Арктики, что приводит к быстрым океаническим и экологическим изменениям в европейской Арктике. Используя реанализ и мультимодельный ансамбль расчётов невозмущенных и переходных доиндустриальных, исторических и будущих состояний, данное исследование показывает, что современная атлантификация, возможно, началась в конце XIX века, и ей предшествовало несколько эпизодов «арктификации» в доиндустриальное тысячелетие. В исторический период атлантификация и панарктическое потепление конструктивно накладывались друг на друга, способствуя потеплению верхних слоёв океана и осолонению в Баренцевом море. Прогнозируется, что современная атлантификация продолжится в ближайшие несколько десятилетий, полностью раскрывая свой исключительный характер в контексте прошедшего тысячелетия. Однако атлантификация останавливается во второй половине XXI века, отделяясь от панарктического потепления. Расширение атлантического региона на север сдерживается появлением демпфирующего механизма, при котором градиент плотности между Атлантикой и Арктикой постепенно увеличивается, что поддерживает противоток за счёт бароклинной коррекции, сдвигающей арктический полярный фронт к югу. Поскольку эволюция этого градиента плотности тесно связана с отступлением кромки морского льда, освобождение Баренцева моря ото льда в конце лета может означать конец современной атлантификации.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-16161-8

Последствия исторической аномальной жары 2020 года всё ещё ощущаются в Сибири год спустя.

В течение первой половины 2020 года среднемесячная температура в Сибири превышала норму на 6 °C. Кульминационный момент наступил 20 июня, когда температура в Верхоянске поднялась до 38 °C — самой высокой температуры, когда-либо зарегистрированной к северу от Полярного круга. Экстремальная жара сопровождалась лесными пожарами, нашествиями насекомых и таянием многолетней мерзлоты.

Квон и соавторы (Kwon et al.) предполагают, что последствия аномальной жары 2020 года всё ещё ощущались в следующем году в виде более тёплых и влажных, чем обычно, почв.

Исследователи получили данные о температуре, осадках и других климатических факторах из Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды и включили их в модель высокоширотных экосистем. Чтобы уловить влияние сибирской волны тепла 2020 года, они заменили данные за 2020 год данными за каждый из предыдущих пяти лет (с 2015 по 2019 гг.), что предоставило пять оценок того, как могли бы выглядеть региональные экосистемы в 2021 году, если бы не было волны тепла.

Анализ показал, что из-за высокой температуры температура почвы в 2021 году оставалась примерно на 1,2 °C, или примерно на 150%, теплее, чем она была бы без волны тепла, даже несмотря на то, что температура воздуха вернулась к норме. Более высокие температуры также растопили почвенный лёд, что привело к более влажной почве, чем обычно. Доступность почвенной влаги в корневой зоне, мера того, сколько воды почва может удерживать на глубине корней растений, увеличилась в 2021 году на 10,9% в лесах и на 9,3% на лугах. Однако часть этой талой воды покинула почву через сток.

Моделирование показало, что в ответ на более тёплую и влажную почву микробы стали размножаться, что привело к увеличению выбросов углекислого газа почвенной экосистемой. В лесах этот эффект был в значительной степени компенсирован усилением фотосинтеза, поскольку растения процветали в новых условиях. На лугах, с другой стороны, фотосинтез первоначально увеличился во время аномальной жары, но затем быстро снизился до уровня 2021 года, поскольку растения израсходовали доступную влагу и погибли. Исследователи сообщили, что в результате аномальной жары 2020 года леса получили дополнительно 6 граммов углерода на квадратный метр в первой половине 2021 года, тогда как луга потеряли 10,9 грамма углерода на квадратный метр.
(Global Biogeochemical Cycles, https://doi.org/10.1029/2025GB008607, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/in-the-arctic-consequences-of-heat-waves-linger

Изменение климата является одной из важнейших проблем XXI века, особенно его влияние на доступность поверхностных вод в засушливых и гипераридных регионах бассейна реки Евфрат. Целью данного исследования является анализ последствий изменения климата с использованием пяти глобальных климатических моделей в рамках проекта CMIP6. Модельные результаты были статистически редуцированы с применением модели статистического даунскейлинга (SDSM 6.1) в рамках трёх сценариев выбросов парниковых газов, а коррекция смещения была выполнена с использованием данных климатической модели для гидрологического моделирования (CMhyd 1.02). Оценка эффективности основывалась на охватывающих период с 1982 по 2023 гг. данных метеорологических станций, распределённых по пяти климатическим зонам в пределах бассейна. Результаты исследования показали, что связанные с неопределённостью смещения в моделях CMIP6 ограничивают точность климатических прогнозов в бассейне. Использование индивидуальных глобальных климатических моделей вместо опоры исключительно на линейные тренды может снизить смещение и неопределённость при оценке климатических переменных в различных регионах. Хотя модель SDSM обеспечивает хорошее соответствие результатам глобальных климатических моделей, изменчивость пространственных моделей и сценариев выбросов отражается в ограниченной точности некоторых климатических индексов. Было установлено, что применение коррекции смещения с использованием метода линейного масштабирования повышает точность статистического моделирования. Прогнозы показывают, что повышение температуры из-за увеличения выбросов парниковых газов может привести к снижению количества осадков в засушливых регионах и увеличению во влажных регионах. Эти результаты способствуют лучшему пониманию воздействия изменения климата на водные ресурсы в речных бассейнах и обеспечивают научную основу для разработки эффективных стратегий адаптации и будущего планирования.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-15483-x

Ускоряющееся таяние Гренландского ледникового щита приводит к выбросу больших объёмов пресной воды в прибрежную зону океана, снижая щёлочность морской воды. Биогеохимические процессы, такие как фотосинтез, дыхание и растворение минералов в осадочных отложениях, также формируют динамику углерода в этих опреснённых водах, но их совокупное влияние на углеродный насос океана остаётся невыясненным. В данной работе авторы изолируют химические эффекты разбавления талой воды с помощью контролируемого эксперимента по смешиванию морской и пресной воды, предоставляя эмпирические доказательства нелинейного снижения парциального давления углекислого газа (pCO₂). Моделирование карбонатной системы выявило механизмы, лежащие в основе этой нелинейности, помогая объяснить 17-летнее низкое pCO₂ в гренландском фьорде. Анализ чувствительности показывает, что влияние биогеохимических процессов в основном определяется химической средой, в которой они протекают. Поступление пресной воды снижает буферную ёмкость и, следовательно, усиливает чувствительность системы к биологической активности и закислению. Представленные результаты показывают, как талая вода усиливает биогеохимический контроль pCO₂ в прибрежных системах Арктики.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02685-4

В данном исследовании оцениваются три различных показателя радиационного воздействия (мгновенное: instantaneous IRF; с поправкой на стратосферную температуру: stratospheric-temperature adjusted SARF; эффективное: stratospheric-temperature adjusted ERF) для будущих изменений содержания озона. Для этого используется комбинация онлайн- и офлайн-методов. Авторы разделяют влияние изменений в предшественниках озона и озоноразрушающих веществах и настраивают модельные эксперименты таким образом, чтобы на эволюцию физических и динамических характеристик модели влияли только изменения озона (включая последующие изменения влажности, облачности и альбедо поверхности).

В рамках сценария SSP3-7.0 они наблюдали устойчивое увеличение содержания озона в связи с будущим ростом количества прекурсоров озона и снижением количества озоноразрушающих веществ, что приводит к увеличению радиационного воздействия с 2015 по 2050 гг. на 0,268 ± 0,084 Вт·м⁻² (ERF), 0,244 ± 0,057 Вт·м⁻² (SARF) и 0,288 ± 0,101 Вт·м⁻² (IRF). Это увеличение делает озон вторым по величине фактором, способствующим потеплению к 2050 году в этом сценарии, примерно половина которого обусловлена ​​восстановлением стратосферного озона, а другая половина — прекурсорами тропосферного озона.

Обнаружено, что увеличение содержания озона приводит к уменьшению доли облаков, вызывая общую отрицательную корректировку радиационного воздействия (положительную на коротких волнах и отрицательную на длинных). Необлачные корректировки, обусловленные изменениями водяного пара и альбедо, положительны. ERF немного превышает офлайновый SARF для изменения общего содержания озона, но примерно вдвое превышает SARF для изменения, вызванного озоноразрушающими веществами (ERF = 0,156 ± 0,071 Вт·м⁻², SARF = 0,076 ± 0,025 Вт·м⁻²). Следовательно, ERF является более подходящим показателем для диагностики климатических последствий изменений содержания стратосферного озона.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/25/9031/2025/

Эффективность использования углерода (ЭИУ) микробами характеризует отношение количества углерода, удерживаемого в биомассе, к его поглощению. Несмотря на свою важность для определения потерь и образования углерода в почве, изменение ЭИУ микробами при таянии многолетней мерзлоты остаётся недостаточно изученным. Обнаружено, что микроорганизмы верхнего слоя почвы (0–10 см) растут быстрее и обладают более высоким ЭИУ после резкого таяния многолетней мерзлоты. Ускоренный рост в первую очередь обусловлен изменениями в составе микробного сообщества (большая биомасса грибов по сравнению с бактериями и быстрее растущие таксоны) и повышением доступности почвенного фосфора. Эти результаты свидетельствуют о том, что повышение ЭИУ микробами после таяния многолетней мерзлоты потенциально способствует включению компонентов микробных клеток в почву и, следовательно, стимулирует образование стабильного почвенного углерода.

Динамика почвенного углерода при таянии многолетней мерзлоты представляет собой существенный фактор неопределённости в климатических прогнозах. Как потеря, так и образование почвенного углерода в регионах многолетней мерзлоты опосредованы микроорганизмами, и баланс этих двух процессов можно охарактеризовать синтетической метрикой, называемой эффективностью использования микробного углерода (ЭИУ). Однако то, как микробная ЭИУ реагирует на таяние многолетней мерзлоты, остаётся неясным из-за отсутствия прямых экспериментальных данных. Здесь, основываясь на последовательности данных таяния многолетней мерзлоты продолжительностью около 27 лет и пяти дополнительных участках, подвергшихся термокарсту на северо-востоке Тибетского нагорья, авторы исследовали реакцию микробной ЭИУ на резкое таяние многолетней мерзлоты, используя подход, независимый от субстрата, слежения за ¹⁸O. Результаты, полученные в ходе последовательности таяния и на дополнительных участках в региональном масштабе, последовательно показывают, что микробная ЭИУ верхнего слоя почвы (от 0 до 10 см) увеличивается после разрушения многолетней мерзлоты в результате ускоренного роста. Повышенный рост микроорганизмов и ЭИУ обусловлены изменениями в микробных сообществах с увеличением соотношения грибковой и бактериальной биомассы и увеличением количества копиотрофов. Кроме того, повышенная доступность почвенного фосфора также может способствовать росту микроорганизмов и ЭИУ. Эти результаты показывают, что более высокая ЭИУ микроорганизмов при резком таянии многолетней мерзлоты потенциально повышает стабильность углерода в почве, способствуя отложению углерода, полученного микробным путём. Таким образом, модели земной системы должны подробно описывать микробную ЭИУ и её факторы для точного прогнозирования обратной связи между углеродом многолетней мерзлоты и климатом.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2419206122

Спутниковые оценки выбросов углекислого газа от ископаемого топлива (fossil fuel carbon dioxide, FFCO₂) имеют решающее значение для глобальной инвентаризации, но ограничены разреженным покрытием. Поскольку наблюдения за диоксидом азота (NO₂) могут улучшить оценки выбросов CO₂, авторы использовали наблюдения за NO₂ с двух спутников на полярной орбите (GaoFen-5B и DaQi-1) для ограничения оценок выбросов углерода на основе измерений OCO-3 XCO₂. По сравнению с предыдущими оценками эмиссии CO₂, ограниченными полярно-орбитальными спутниками (например, Tropospheric Monitoring Instrument), этот подход позволяет обнаружить на 40% больше ежедневных выбросов и снизить неопределённость до 12%, в основном за счёт уменьшения временных различий и более частого наблюдения. Усовершенствованные оценки охватывают 69 глобальных случаев выбросов, в основном в Восточной Азии, Европе, на Ближнем Востоке и в Северной Америке. Около 45% оценочных выбросов ниже значений, рассчитанных по методу «снизу вверх», что потенциально отражает влияние локальных усилий по контролю выбросов. Эти результаты подчёркивают важность спутникового мониторинга выбросов FFCO₂ и ценность будущих миссий с высокоточными комбинированными измерениями NO₂/CO₂.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL116877

Ожидается, что экстремальные явления, превосходящие исторические пределы, будут происходить чаще в условиях будущего потепления. Однако время возникновения рекордно интенсивных комбинированных волн тепла и экстремальных осадков, когда экстремальные осадки следуют вскоре после волн тепла, редко количественно определялось. В данной работе представлен первый глобальный анализ времени возникновения рекордно интенсивных комбинированных волн тепла и экстремальных осадков, а также их зависимости от валового внутреннего продукта и численности населения с использованием нескольких крупных ансамблей. В очагах комбинированных волн тепла и экстремальных осадков, как правило, время возникновения наступает раньше. Согласно сценарию SSP2-4.5, ожидается, что к 2100 году 71% территорий мира испытает рекордную частоту комбинированных волн тепла и экстремальных осадков, по сравнению с менее чем 10% к 2030 году. Однако в большинстве регионов с ограниченными водными ресурсами признаки комбинированных волн тепла и экстремальных осадков не проявляются как минимум до 2100 года. Социально-экономические риски демонстрируют тревожную тенденцию к росту на протяжении всего XXI века. К концу XXI века ожидается значительное снижение валового внутреннего продукта и численности населения, при этом наиболее масштабные последствия коснутся беднейших регионов, что указывает на острую необходимость разработки стратегий адаптации, учитывающих специфику региона.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL116884