GRIT обеспечивает гораздо более подробный взгляд на то, как реки сливаются и разделяются, что может улучшить гидрологическое моделирование, прогнозирование наводнений и управление водными ресурсами.

Глобальные наборы данных о реках представляют реки, текущие вниз по течению по одному руслу, следуя рельефу поверхности, но они часто пропускают разветвлённые речные системы, обнаруженные в таких областях, как поймы, каналы и дельты. Разветвлённые или бифуркационные реки также часто встречаются в густонаселённых районах, поэтому их масштабное картирование имеет решающее значение, поскольку изменение климата делает наводнения более серьёзными.

Вортманн и др. (Wortmann et al.) стремились заполнить пробелы в существующих глобальных речных картах с помощью своей новой сети Global River Topology (GRIT), первой разветвлённой глобальной речной сети, которая включает бифуркации, многопоточные русла, речные рукава и крупные каналы. GRIT использует новую цифровую модель рельефа с улучшенным горизонтальным разрешением 30 метров, что в три раза лучше разрешения предыдущих наборов данных, и включает спутниковые снимки высокого разрешения.

Сеть GRIT фокусируется на водных путях с площадью водосбора более 50 квадратных километров и бифуркациях на реках шириной более 30 метров. GRIT состоит из векторных карт, использующих вершины и пути для отображения таких объектов, как речные сегменты и границы водосбора, и растровых слоёв, которые состоят из пикселей и фиксируют постоянно меняющуюся информацию, такую ​​как накопление потока и высота над рекой.

В общей сложности, было картировано около 19,6 миллионов километров водных путей, включая 818000 слияний, 67000 бифуркаций и 31000 выходов — 6500 из которых впадают в замкнутые бассейны. Большинство нанесённых на карту бифуркаций находятся на внутренних реках, около 30000 в Азии, более 12000 в Северной и Центральной Америке, около 10000 в Южной Америке и около 4000 в Европе.

Авторы утверждают, что GRIT обеспечивает более точное и полное представление о форме и связности речных систем, чем предыдущие справочные наборы данных, что открывает потенциал для улучшения гидрологического и речного моделирования среды обитания, прогнозирования наводнений и управления водными ресурсами во всём мире.

(Water Resources Research, https://doi.org/10.1029/2024WR038308, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/new-global-river-map-is-the-first-to-include-river-bifurcations-and-canals 

Геофизические процессы в пограничном слое атмосферы (ПСА) играют важную роль в обмене энергией, импульсом и частицами в нижней атмосфере. Высота верхней границы ПСА (ВПСА) определяет глубину этих процессов. Чтобы лучше понять пространственно-временные характеристики ВПСА, в настоящем исследовании были проанализированы 45 лет глобальных данных ВПСА, полученных из реанализа ERA5, в которых ВПСА определялась с использованием объёмного числа Ричардсона (bulk Richardson number), и была исследована её климатология. Кроме того, была изучена связь между ВПСА и метеорологическими параметрами. Высокая температура воздуха у поверхности представляет собой хорошие погодные условия, благоприятствующие эволюции ПСА, вызывая высокую ВПСА. Напротив, обильные осадки представляют собой плохие погодные условия, сдерживающие эволюцию ПСА, вызывая низкую ВПСА. В настоящем исследовании также изучалось влияние синоптических погодных систем, взаимодействия океана и атмосферы, рельефа местности и муссонных систем на ВПСА. Множество контролирующих факторов, включая синоптические системы, холодные океанические течения, рельеф местности и муссоны, влияют на погодные условия и сложное пространственно-временное распределение ВПСА.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/5/573

Понимание неопределённости равновесной чувствительности климата (РЧК, равновесного потепления в ответ на удвоение концентрации CO₂) имеет основополагающее значение для создания надёжных климатических прогнозов. Авторы использовали простую климатическую модель Гектора (глобальную климатическую модель углеродного цикла с открытым исходным кодом) в вероятностной структуре для изучения того, как различные априорные значения РЧК влияют на неопределённость в долгосрочных (2081–2100 гг.) температурных прогнозах. Этот метод демонстрирует вычислительно эффективный вероятностный рабочий процесс, который исследует влияние априорных значений параметров на климатические прогнозы. Исключение свидетельств процессов и палеоклимата в априорных значениях РЧК расширяет результирующую неопределённость температурного прогноза (5%–95%-ный доверительный интервал: 1,12–3,03°C и 1,09–3,33°C соответственно), в то время как синтез всех данных сужает её (1,24–2,89°C; 5–95%-ный доверительный интервал), что предполагает более надёжный диапазон будущих температурных результатов.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL113505

Североатлантическое колебание (САК) является основным режимом атмосферной изменчивости над Северной Атлантикой, модулирующим погоду и климат соседних регионов как зимой, так и летом. Хотя модели земной системы обычно прогнозируют сдвиг САК в положительную фазу в сценариях с высоким уровнем выбросов в XXI веке, сохраняются неопределённости относительно точной реакции САК на повышенные уровни содержания CO₂ из-за большой внутренней изменчивости. В этом исследовании изучается реакция САК на широкий диапазон воздействий концентраций CO₂, от двух до восьми раз превышающих доиндустриальные значения. Анализируя большую выборку оценок климатических моделей нынешнего поколения, авторы обнаружили, что САК, вероятно, больше смещается в положительную фазу с ростом концентрации CO₂. Более того, снижается изменчивость САК. Это приводит к меньшему увеличению вероятности чрезвычайно сильных проявлений САК в положительной фазе, чем можно было бы ожидать, основываясь исключительно на сдвиге среднего значения. С другой стороны, также обнаруживается сокращение крайне негативных проявлений САК, что объясняется как сдвигом в положительную фазу, так и уменьшением дисперсии. Наконец, анализ авторов показывает, что распределение реакции САК при высоком воздействии CO₂ имеет отрицательную асимметрию. Этот факт частично компенсирует сокращение экстремальных проявлений САК в положительной фазе, связанное с уменьшением изменчивости. В конечном счёте, эти результаты предполагают большее усиление САК в положительной фазе по сравнению с ослаблением его экстремальных проявлений в негативной фазе при более высоком воздействии CO₂.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01051-7

Понимание изменений в морских волнах тепла (МВТ) жизненно важно для защиты морских экосистем и эффективного управления рисками. Однако предыдущие исследования предполагали стационарные изменения, оставляя неясной динамику свойств МВТ в нестационарной структуре. Здесь, используя улучшенную нестационарную структуру, авторы показывают, что 20-, 50- и 100-летние МВТ были существенно недооценены в большинстве океанов. Примерно половина океанов в настоящее время испытывает всё более продолжительные МВТ. В среднем, на уровне 100-летнего отклика, глобальные МВТ более чем удвоились по продолжительности, при этом увеличившись на 67% по частоте и на 23% по интенсивности. Дальнейший анализ показывает, что увеличение антропогенных выбросов парниковых газов является основным фактором наблюдаемых изменений, на который приходится более 80% изменений в МВТ. Эти результаты показывают, что в условиях парникового эффекта МВТ, вероятно, станут более частыми, интенсивными и устойчивыми, что будет иметь важные последствия для стратегий адаптации и смягчения их последствий.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL114497

Загрязнение воздуха и изменение климата являются неотложными глобальными проблемами, при этом городские районы вносят значительный вклад как в загрязнение воздуха, так и в выбросы парниковых газов. Авторы рассчитывают концентрации мелких твёрдых частиц, диоксида азота и озона, а также выбросы углекислого газа от ископаемого топлива на душу населения в 13189 городских районах по всему миру с 2005 по 2019 гг. и анализируют корреляции между тенденциями для этих загрязняющих веществ, используя недавно разработанные глобальные наборы данных. В глобальном масштабе обнаружены значительное увеличение содержания озона (+6%) и небольшие, незначительные изменения в выбросах мелких твёрдых частиц (+0%), диоксида азота (−1%) и углекислого газа от ископаемого топлива (+4%). Кроме того, более 50% городских районов показали положительные корреляции для всех пар загрязняющих веществ, хотя результаты различались в зависимости от региона. Страны с высоким уровнем дохода и сильной политикой смягчения антропогенного воздействия на климат испытали снижение содержания всех загрязняющих веществ, в то время как регионы с быстрым экономическим ростом имели общее увеличение. Это исследование показывает влияние городских экологических инициатив в разных регионах и даёт представление о том, как одновременно снизить загрязнение воздуха и выбросы углекислого газа.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02270-9

Социальная стоимость углерода служит краткой мерой экономического воздействия изменения климата, часто сообщаемой на глобальном уровне и уровне отдельных стран. Значения социальной стоимости углерода, как правило, непропорционально высоки для менее развитых, густонаселённых стран. Предыдущие исследования не различают городские и негородские районы и игнорируют синергию между локальным и глобальным потеплением. Высокая подверженность и сопутствующие социально-экологические проблемы усугубляют риски изменения климата в городах. Используя пространственно-явную интегрированную модель оценки, социальная стоимость углерода оценивается в 187 долларов США/тCO₂, увеличиваясь до 490 долларов США/тCO₂ при включении учёта роста температуры городского острова тепла. Городская социальная стоимость углерода доминирует, представляя около 78%-93% глобальной, из-за как городского воздействия, так и городского острова тепла. Этот вывод подразумевает, что самые большие мировые источники выбросов парниковых газов также несут самые большие экономические потери. Города мира имеют значительные рычаги влияния на климатическую политику на национальном и глобальном уровнях, а также мощные стимулы для скорейшего перехода к экономике с низкими выбросами углерода.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-59466-y

Прогнозируется, что атлантическая меридиональная термохалинная циркуляция (АМТЦ) замедлится в оценках климатических моделей из-за выбросов парниковых газов. Однако физические механизмы, определяющие скорость прогнозируемого замедления АМТЦ, остаются неясными. Соответственно, в этом исследовании изолируются роли океанической адвекции и обратной связи поверхностного потока, которые могут ускорить или замедлить ослабление АМТЦ, используя учетверение содержания углекислого газа (CO₂) в модели CESM1.2. Обратная связь поверхностного потока изолируется в частично связанных экспериментах, в которых либо все компоненты поверхностного потока, либо реакции потока импульса на ослабление АМТЦ, которые могут обеспечить обратную связь, подавляются, в то время как трассерное разложение аномалий плотности океана изолирует обратную связь адвекции. Сравнение компонентов плотности океана в экспериментах показывает, что реакция АМТЦ изначально определяется аномальными поверхностными потоками тепла, вызванными CO₂, а затем её реакцию определяют обратные связи. В полностью связанном случае обратная связь поверхностного потока тепла сильно способствует замедлению АМТЦ и приводит к её почти полному отключению, в то время как более слабая, но активная АМТЦ сохраняется, когда обратная связь поверхностного потока подавляется в частично связанном случае. Положительная обратная связь поверхностного потока тепла работает, отменяя отрицательную обратную связь адвекции океанического тепла на формирование глубоководных образований в субполярной Северной Атлантике. При таком ослаблении обратной связи адвекции тепла положительная обратная связь адвекции солёности становится доминирующим фактором, способствующим изменению плотности в субполярной Северной Атлантике и формированию глубоководных образований. В частично связанном случае отрицательная обратная связь адвекции океанического тепла и вызванные CO₂ субтропические аномалии солёности Атлантики, импортируемые в субполярную Северную Атлантику, играют стабилизирующую роль. Результаты подчёркивают важность градиентов солёности в субполярной Северной Атлантике и силы циркуляции круговорота в определении скорости реакции или восстановления АМТЦ.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/10/JCLI-D-24-0143.1.xml

Длинноволновая радиация поверхности (surface longwave radiation, SLWR) - один из двух компонентов баланса радиации поверхности (surface radiation budget, SRB), который является движущей силой в моделях многих процессов на поверхности суши, водного цикла и изменения климата. Насколько известно, в настоящее время нет общедоступных долгосрочных глобальных ежедневных продуктов длинноволновой радиации поверхности с высоким разрешением (1 км). Авторы разработали гибридные методы для оценки мгновенной длинноволновой восходящей радиации поверхности (surface longwave upwelling radiation, SLUR) при ясном небе и длинноволновой нисходящей радиации поверхности (surface longwave downwelling radiation, SLDR) с разрешением 1 км и однослойную облачную модель (single-layer cloud model, SLCM) на основе температуры нижней границы облаков (cloud base temperature, CBT) для оценки мгновенной SLDR облачного неба по данным MODIS. Для расчёта облачной SLUR использовались широкополосный продукт излучения Essential thermaL Infrared remoTe sEnsing (ELITE) и температура поверхности из реанализа. Синхронно с суточной информацией, извлечённой из данных реанализа ERA5, авторы сгенерировали продукт длинноволнового излучения поверхности всего неба с разрешением 1 км (включая SLUR и SLDR) посредством временной интеграции. Полученные ежедневные SLUR и SLDR были проверены с помощью наземных измерений, собранных с 369 площадок, распределённых по всему миру из девяти сетей потоков. Среднеквадратическая ошибка (RMSE) ежедневной SLUR составляет менее 18 Вт/м², а RMSE ежедневной SLDR составляет приблизительно 25 Вт/м². Точность соизмерима с точностью CERES- SYN.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-05076-8

Изменение климата увеличило масштабы лесных пожаров в умеренной и бореальной зонах Северной Америки. Авторы количественно оценили вклад антропогенного изменения климата в смертность людей и экономическое бремя от воздействия твёрдых частиц лесных пожаров на уровне округов и штатов по всей смежной территории США (2006–2020 гг.) путём интеграции климатических прогнозов, модельных оценок изменений климата и лесных пожаров, структуры дыма лесных пожаров и моделирования выбросов и воздействия на здоровье. Изменение климата привело к примерно 15 000 смертей от твёрдых частиц лесных пожаров за 15 лет с межгодовой изменчивостью в диапазоне от 130 (95%-ный доверительный интервал: 64, 190) до 5100 (95%-ный доверительный интервал: 2500, 7500) смертей и совокупному экономическому бремени в размере 160 миллиардов долларов. Примерно 34% дополнительных смертей, связанных с изменением климата, произошло в 2020 году, что обошлось в 58 миллиардов долларов. Экономическое бремя было самым высоким в Калифорнии, Орегоне и Вашингтоне. Предполагается, что при отсутствии резких изменений в климатических прогнозах, управлении земельными ресурсами и численности населения косвенное воздействие изменения климата на здоровье человека через дым от лесных пожаров будет усиливаться.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02314-0