Средний сезонный цикл площади антарктического морского льда асимметричен, при этом период отступления льда примерно на два месяца короче периода его образования. Эта особенность в значительной степени постоянна в наблюдениях из года в год и в различных спутниковых продуктах. Асимметрия также широко воспроизводится комплексными моделями климата поколений от CMIP3 до CMIP6 с ограниченным влиянием внутренней изменчивости. Используя ряд идеализированных климатических моделей различной сложности, авторы показали, что сезонный цикл падающей на верхнюю границу атмосферы солнечной радиации вызывает такую асимметрию. Поскольку инсоляция в южных высоких широтах отклоняется от синусоиды, имея узкий пик интенсивной яркости летом и длительный период низкой освещённости зимой, наблюдается быстрое отступление льда летом и постепенное формирование льда зимой. Это простое физическое объяснение заметно отличается от предложенных в предыдущих исследованиях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-022-00913-6

Эпидемиологический анализ рисков для здоровья, связанных с неоптимальной температурой, традиционно основывается на наземных наблюдениях с метеостанций, обеспечивающих ограниченный пространственный и временной охват. Климатический реанализ представляет собой альтернативный вариант, который обеспечивает полный охват пространственно-временного воздействия, однако его необходимо систематически изучать на предмет его пригодности для оценки глобальных рисков для здоровья, связанных с температурой. Авторы представили первый всесторонний анализ по нескольким регионам, чтобы оценить пригодность наборов данных реанализа самого последнего поколения для оценки воздействия на здоровье и оценить их относительную эффективность по сравнению с традиционными данными на основе станций. Результаты показывают, что температура реанализа из последних продуктов ERA5 в целом хорошо согласуется с наблюдениями на станциях с аналогичными неоптимальными оценками риска, связанными с температурой. Тем не менее, анализ указывает на более низкие показатели в тропических регионах с вероятной недооценкой избыточной смертности, обусловленными жарой. Данные реанализа представляют собой надёжный альтернативный источник переменных воздействия в эпидемиологическом анализе риска, связанного с температурой.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-09049-4

Лесной пожар может нанести значительный ущерб обществу и окружающей среде. Погода и климат играют важную роль в модуляции активности лесных пожаров. Авторы исследуют совместное возникновение глобального пожара и метеорологической засухи, используя структуру сложных событий. Показано, что на большей части земного шара площадь пожаров увеличивается, когда периоды усиленной пожароопасной погоды сочетаются с предшествующими засушливыми условиями. Регионы, связанные с лесными пожарами, такие как южная Австралия и западная часть США, подвержены многолетней засухе и погодным пожарам. Такие сложные явления участились на большей части земного шара, в первую очередь из-за увеличения пожароопасной погоды, а не из-за изменений в количестве осадков. Эль-Ниньо Южное колебание связано с широко распространённой, пространственно усугубляющейся засухой и пожароопасной погодой. В северном полушарии след Ла-Ниньо очевиден, тогда как Эль-Ниньо связан с такими явлениями в тропиках и, в меньшей степени, в Южном полушарии. В зависимости от региона также важны другие климатические режимы и региональные закономерности атмосферной циркуляции. Авторы продемонстрировали, что продолжительность сезонов пожароопасной погоды в восточной Австралии и западной части Северной Америки существенно увеличилась с 2000 г., тем самым повышая вероятность перекрытия пожароопасных погодных явлений в этих регионах. Такие межполушарные события могут быть связаны с возникновением Эль-Ниньо, хотя значения температуры поверхности моря невелики. Вместо этого вполне вероятно, что антропогенное изменение климата является основной движущей силой этих изменений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00248-4

Тенденции изменений гидроклимата в XXI веке настолько велики, что будущие средние условия в большинстве случаев попадут в диапазон того, что сегодня считается экстремальной засухой или ливневыми состояниями. Используя большие ансамбли климатических моделей, авторы удалили фоновую тенденцию и обнаружили, что риск засух и ливней по отношению к этому (изменяющемуся) базовому уровню довольно похож на риск, присущий ХХ веку. Таким образом, за счёт постоянной адаптации к долгосрочным фоновым изменениям эти риски можно было бы свести к минимуму. Тем не менее, увеличение частоты экстремально влажных и засушливых лет всё ещё наблюдается даже после устранения тренда, что указывает на то, что устойчивое управление рисками, связанными с гидроклиматом, в более тёплом мире будет сталкиваться со всё более сложными проблемами.

Изменчивость гидроклимата влияет на природные и антропогенные системы во всём мире. В частности, как десятилетняя изменчивость, так и экстремальные осадки оказывают существенное влияние, и ожидается, что на них сильно повлияет изменение климата. С практической точки зрения эти воздействия будут ощущаться в связи с постоянно меняющимся фоновым климатом. Таким образом, для оценки относительных воздействий необходимо удалить основной вынужденный тренд, но на сегодняшний день небольшой размер большинства ансамблей климатических моделей затрудняет это. Авторы использовали архив больших ансамблей, рассчитанных по сценарию с высокими выбросами, чтобы определить, как десятилетние «мегазасухи» и «мегаплювиальные» события — и краткосрочные экстремальные осадки — будут варьироваться по отношению к этому изменяющемуся базовому уровню. Когда тенденция сохраняется, преобладают средние изменения состояния: на самом деле изменения влажности почвы в некоторых регионах настолько велики, что условия, которые сегодня можно было бы считать мегазасухой или ливневым явлением, по прогнозам, станут средними. Расчёты времени появления показывают, что в некоторых регионах, включая Европу и западную часть Северной Америки, этот сдвиг, возможно, уже произошёл и может быть неизбежен в других местах: возникновение засушливых/плювиальных условий происходит на 61% земной поверхности (исключая Антарктиду). к 2080 г. По сравнению с изменяющимся базовым уровнем риск мегазасухи/мегаливневого дождя либо не изменится, либо несколько снизится. Однако увеличение частоты и интенсивности как экстремально влажных, так и засушливых осадков, вероятно, вызовет проблемы адаптации, превосходящие все существующие в настоящее время. Во многих регионах устойчивость к будущим опасностям потребует адаптации к постоянно меняющейся «нормальности», характеризующейся беспрецедентной засушливостью/увлажнением, перемежающейся более серьёзными экстремальными явлениями.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2108124119

Повышение температуры в арктических регионах привлекло внимание к деградации многолетней мерзлоты на суше, в то время как мало что известно о динамике обширных областей многолетней мерзлоты ледникового периода, которые в настоящее время погружены под обширные арктические континентальные шельфы. Повторные батиметрические исследования с высоким разрешением показывают, что необычайно быстрые морфологические изменения происходят на краю континентального склона канадского моря Бофорта вдоль того места, которое когда-то было обращённой к морю границей реликтовой плейстоценовой многолетней мерзлоты. Насколько распространены подобные изменения на арктических шельфах, неизвестно, так как это один из первых районов Арктики, подвергшихся батиметрическим съёмкам. Быстрые морфологические изменения, связанные с активным таянием подводной многолетней мерзлоты, могут быть важным процессом формирования рельефа морского дна в других условиях подводной многолетней мерзлоты. 

Повторные батиметрические съёмки с высоким разрешением кромки шельфа канадского моря Бофорта в интервалах съёмок от двух до девяти лет выявляют быстрые морфологические изменения. Возникли новые крутосклонные понижения глубиной до 28 м, на многих участках произошло боковое отступление вдоль граней уступов. Эти морфологические изменения появились на глубине от 120 до 150 м, вблизи максимальной границы подводной многолетней мерзлоты ледникового периода, и связаны с оттаиванием многолетней мерзлоты, где восходящие грунтовые воды концентрируются вдоль границы её реликтовой зоны. Подземные воды образуются в результате регионального протаивания основания многолетней мерзлоты из-за смещения геотермического градиента в результате межледниковой трансгрессии шельфа. Напротив, там, где сток подземных вод уменьшен, отложения замерзают при температуре окружающего морского дна ~-1,4°C. Последующее расширение замерзающих отложений создаёт топографические поднятия с ледяным ядром, которых особенно много рядом с областью разгрузки.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2119105119

В течение следующих пяти лет все жители нашей планеты должны быть защищены системами раннего предупреждения об экстремальных климатических явлениях. Глава ООН поручил Всемирной метеорологической организации (ВМО) представить план действий по достижению этой цели на следующей климатической конференции ООН в Египте в ноябре этого года.

Соответствующее заявление было сделано во Всемирный метеорологический день 23 марта, который в этом году проходит под девизом «Раннее предупреждение и своевременные действия».

«Изменение климата, вызванное деструктивной деятельностью человека, наносит ущерб всем регионам планеты, – отметил Антониу Гутерриш. – Нам необходимо активно инвестировать в адаптацию и укрепление устойчивости к природным факторам. Мы должны научиться в равной степени предвидеть бури, тепловые волны, наводнения и засухи».

На этом пути предстоит сделать многое: треть мирового населения, главным образом в наименее развитых странах и малых островных государствах, до сих пор не охвачена системами раннего предупреждения. В Африке дела обстоят еще хуже – там не защищено около 60 процентов населения.

Число природных бедствий растет

За последние полвека количество зарегистрированных природных бедствий увеличилось в мире в пять раз. В период с 1970 по 2019 год природные катастрофы, связанные с погодой и климатом, происходили на Земле практически каждый день, унося жизни в среднем 115 человек и причиняя ежедневный ущерб в размере 202 миллионов долларов. Ученые с каждым годом регистрируют все более интенсивные тепловые волны, затяжные периоды засухи и смертоносные лесные пожары. В атмосфере скапливается больше водяного пара, что приводит к тропическим ливням и мощным наводнениям. Потепление океана вызывает более сильные тропические штормы, а повышение уровня моря усиливает их воздействие на острова и материки. Несмотря на все эти факторы, благодаря более эффективной системе предупреждения число жертв природных катаклизмов за последние полвека сократилось почти в три раза.

«Растущее число стихийных бедствий, вызванных изменением климата, ставит под угрозу реализацию большинства Целей в области устойчивого развития, – заявил Генеральный секретарь ВМО, профессор Петтери Таалас. – Как показывает практика, инвестиции в разработку и внедрение служб раннего предупреждения приносят ощутимые плоды. В ближайшие пять лет нам необходимо направить 1,5 миллиарда долларов на повышение эффективности служб предупреждения и развитие соответствующей инфраструктуры».

Что такое система раннего предупреждения?

Система раннего предупреждения о грядущих наводнениях, засухах, аномальной жаре и ураганах представляет собой комплексный механизм, позволяющий своевременно узнавать о приближении опасной погоды и информирующий правительства, сообщества и отдельных лиц о том, как действовать, чтобы свести к минимуму последствия надвигающегося бедствия.

Такие системы позволяют отслеживать атмосферные изменения в режиме реального времени на суше и на море, а также эффективно прогнозировать будущие погодные и климатические явления с использованием передовых компьютерных моделей. Основная цель состоит в том, чтобы выявить конкретные риски с учетом того, какая местность пролегает на пути стихийного бедствия: городские, сельские, полярные, прибрежные или горные районы.

Эффективность систем предупреждения

В отчете Глобальной комиссии по адаптации за 2019 год говорится, что системы раннего предупреждения приносят более чем десятикратную отдачу от инвестиций – самую большую из всех мер по адаптации. В отчете также отмечается, что 24-часовое предупреждение о приближающемся урагане или аномальной жаре может сократить последующий ущерб на 30 процентов. Инвестиции в создание подобных систем в развивающихся странах в объеме 800 миллионов долларов позволят избежать потерь в размере 3-16 миллиардов в год.

Несмотря на очевидные преимущества систем раннего предупреждения, каждый третий человек в мире по-прежнему находится вне зоны их действия. В Африке этот показатель почти в два раза выше.

Координация и партнерство

Всемирная метеорологическая организация в тесном сотрудничестве с ключевыми партнерами намерена возглавить усилия по обеспечению всеобщего охвата населения Земли услугами раннего предупреждения.

Вслед за прозвучавшим во вторник заявлением Генерального секретаря ООН ВМО созовет ключевые агентства, страны и группы, которые уже активно работают в области гидрометеорологии и развития потенциала раннего предупреждения, чтобы закрепить достигнутые успехи и разработать глобальный план к началу конференции КС-27.

Ссылка: https://news.un.org/ru/story/2022/03/1420362 

Таяние многолетней мерзлоты может ускорить потепление климата за счёт высвобождения парниковых газов из ранее промёрзшей почвы. Предполагается, что экстремальные осадки увеличивают таяние многолетней мерзлоты, но масштабы и продолжительность этого эффекта плохо изучены. Здесь представлены эмпирические данные, показывающие, что одно чрезвычайно влажное лето (+100  мм; увеличение на 120% по сравнению со средним количеством осадков с июня по август) увеличило глубину оттаивания на 35% в эксперименте по контролируемому орошению в богатой льдом сибирской тундре. Воздействие сохранялось в течение двух последующих лет, демонстрируя переходящий эффект чрезвычайно влажного лета. Используя термогидрологическое моделирование почвы, авторы продемонстрировали, что экстремальные осадки, вызывающие задержку осенних ледоставов и обусловленное осадками увеличение оттепелей, были наиболее выражены для тёплого лета с экстремальными осадками в его середине. Эти результаты показывают, что с увеличением количества осадков и температуры в Арктике многолетняя мерзлота, вероятно, будет разрушаться и исчезать быстрее, чем ожидается в настоящее время при учёте только повышения температуры воздуха.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29248-x

Снижение выбросов парниковых газов имеет решающее значение для достижения целей Парижского соглашения по климату. Одним из ключевых газов является метан, представление которого в большинстве моделей климата ограничено использованием заданных приземных концентраций. Здесь новая версия Британской модели системы Земли (UKESM1), основанная на выбросах метана, использована для реализации сценария нулевых антропогенных выбросов метана, чтобы (i) определить роль его антропогенных выбросов в системе Земля и (ii) оценить границы теоретического максимального смягчения. Авторы обнаружили глубокие, быстрые и устойчивые воздействия на состав атмосферы и климат по сравнению с противоречащим реалиям прогнозом по сценарию SSP3-7.0 - сценарию «наихудшего случая» для метана. В сценарии нулевых антропогенных выбросов метана его содержание снижается до уровня ниже доиндустриального в течение 12 лет, а глобальная приземная концентрация озона убывает до уровней, наблюдавшихся в 1970-х годах. К 2050 г. 690 000 преждевременных смертей в год и потепление на 1°С могут быть связаны с выбросами антропогенного метана в сценарии SSP3-7.0. Эта работа демонстрирует значительный максимальный потенциал сокращения выбросов метана и сопутствующие выгоды для качества воздуха, а также подтверждает необходимость принятия мер в отношении выбросов двуокиси углерода CO₂. Показано, что подход, основанный на выбросах метана, необходим для моделирования всего воздействия на систему Земля и обратных связей изменений выбросов метана.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-022-00247-5

Глобальное потепление демонстрирует отчётливые различия в континентальных масштабах, однако неясно, отражают ли модели эти различия. Авторы показывают, что климатические модели CMIP 6 занижают неравномерность потепления для Китая и США, что, возможно, приводит к необъективной оценке антропогенного влияния на потепление в этих двух регионах. Данные наблюдений свидетельствуют, что темпы повышения приземной температуры воздуха над Китаем в 1,53 ± 0,10 и 1,38 ± 0,12 раза выше, чем в Соединённых Штатах за 1900–2017 и 1951–2017 гг. соответственно. Они обнаружили, что изменения приземной температуры воздуха над Китаем кажутся более чувствительными к внешнему воздействию из-за большей продолжительности, что приводит к существенно разным тенденциям потепления между Китаем и Соединёнными Штатами. Это исследование даёт представление о движущих силах современного потепления климата, которые могут помочь в разработке стратегий адаптации к изменению климата и смягчения его последствий в будущем.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-022-01313-9

Потепление в Арктике влияет на снежный покров и гидрологию почвы, что имеет последствия для секвестрации углерода в экосистемах тундры. Недостаток наблюдений в Арктике ограничил понимание влияния изменяющихся параллельно экологических факторов на углеродный баланс тундровых экосистем. Авторы обращаются к некоторым из этих неопределённостей с помощью новых летних данных за 119 полигоно-лет из вихревых ковариационных башен, представляющих доминирующие типы тундровой растительности, расположенные на сплошной многолетней мерзлоте в Арктике. Обнаружено, что более раннее таяние снега ассоциируется с большей суммарной секвестрацией CO₂ в тундре и более высокой валовой первичной продуктивностью только в июне и июле, но с более низкими суммарной секвестрацией углерода и валовой первичной продуктивностью в августе. Хотя более высокая эвапотранспирация (суммарное испарение) может привести к высыханию почвы с течением лета, авторы не обнаружили значительно более низкой влажности почвы при более раннем таянии снега, а также доказательств того, что водный стресс повлиял на валовую первичную продуктивность в конце вегетационного периода. Эти результаты показывают, что ожидаемое увеличение секвестрации CO₂ в результате потепления в Арктике и связанное с этим увеличение продолжительности вегетационного периода могут не материализоваться, если экосистемы тундры не смогут продолжать связывать CO₂ в конце сезона.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-022-07561-1