Североатлантическое колебание (САК), доминирующий режим атмосферной изменчивости в североатлантическом регионе, играет решающую роль в погоде и климате. Здесь, чтобы исследовать, когда возникло САК и как оно развивалось в геологических временных масштабах, авторы проанализировали палеоклиматические моделирования временных срезов во время распада суперконтинента Пангея, начавшегося 160 миллионов лет назад. Полученные результаты показывают, что современный режим САК постепенно сформировался между 80 и 60 милионами лет назад, что было обусловлено расширением северной части Атлантического океана и усилением контраста между сушей и океаном. Это расширение привело к смене режима в зимней циркуляции в Северном полушарии, характеризующейся смещением североатлантического струйного течения на запад, усилением североатлантического высокого давления и траектории штормов, а также возникновением изменчивости, подобной САК. Слияние орографических эффектов Скалистых гор также способствовало усилению САК. В этом исследовании описывается эволюционная история САК на протяжении геологического времени и раскрывается его тесная связь с эволюцией континентов и орографии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-57395-4

Экосистема океана является жизненно важным компонентом глобального углеродного цикла, храня достаточно углерода, чтобы поддерживать уровень CO₂ в атмосфере значительно ниже, чем он был бы в противном случае. Однако эта концепция основана на простых моделях с пренебрежением сопряжённой обратной связью суша-океан. Используя интерактивную модель земной системы, авторы показали, что роль биологии океана в контроле уровня CO₂ в атмосфере сложнее, чем считалось ранее. Уровень CO₂ в атмосфере в новом равновесном состоянии после отключения биологического насоса увеличивается более чем на 50% (163 млн^-1), что ниже ожидаемого, поскольку примерно половина углерода, теряемого океаном, адсорбируется сушей. Абиотический океан менее способен поглощать антропогенный углерод из-за более тёплого климата, отсутствия биологического поверхностного дефицита pCO₂ и более высокого фактора Ревелля (отношения мгновенного изменения концентрации углекислого газа к изменению общего количества растворённого неорганического углерода). Приоритетное исследование и сохранение функционирования морской экосистемы будет иметь решающее значение для смягчения изменения климата и рисков, связанных с ним.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-57371-y

Чувствительность климата Земли количественно определяет окончательное изменение глобальной средней температуры приземного воздуха в ответ на удвоение концентрации CO₂ в атмосфере. Недавние оценки показывают, что чувствительность климата Земли, скорее всего, находится в пределах от 2,3°C до 4,7°C, причём представление облаков в климатических моделях объясняет большую часть её неопределённости. Авторы корректируют чувствительность климата в отдельных современных климатических моделях после использования спутниковых наблюдений, чтобы смягчить смещения в их представлении облаков смешанной фазы. Результирующая умеренная средняя чувствительность климата 3,63 ± 0,98(1σ)°C возникает из-за противодействующих реакций облаков. В то время как увеличение доли жидкости в холодных облаках до удвоения CO₂ увеличивает чувствительность климата за счёт переходов от твёрдых к жидким гидрометеорам, сильно противодействующее увеличение отражающего облачного покрова снижает чувствительность климата. Это подчёркивает необходимость пересмотреть роль изменений облачного покрова смешанной фазы в оценках чувствительности климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-00948-7

Лесные пожары вызывают всё большую обеспокоенность, однако производство озона (O₃) от лесных пожаров остаётся плохо изученным. Авторы стремятся выяснить роль дымовых аэрозолей лесных пожаров в фотохимии O₃ вблизи поверхности путём интеграции идей из нульмерной блочной модели в трёхмерную модель химического переноса (GEOS-Chem). Хотя дымовые аэрозоли обычно подавляют производство O₃ через гетерогенные химические и радиационные каналы, авторы обнаружили, что положительные эффекты выбросов прекурсоров перевешивают отрицательные эффекты аэрозолей для большинства пожаров. Относительная важность двух эффектов аэрозолей варьируется, причём гетерогенный химический эффект обычно затмевает радиационный в дальней зоне пожаров. Однако вблизи источников чрезвычайно крупных пожаров радиационный эффект доминирует, что приводит к общему подавлению производства O₃. Оценивая обрыв цепи радикалов оксида водорода (HOx) и вводя определение «ограниченного светом» режима в GEOS-Chem, они обнаружили, что значительная часть производства O₃ произошла в режимах, ограниченных светом и гетерогенных, ингибированных химией, во время сезона лесных пожаров 2020 года в Калифорнии. Основываясь на открытии того, что концентрации как аэрозоля, так и оксида азота (NOx) модулируют влияние аэрозоля, авторы демонстрируют, что отношение поверхностного PM_2.5 к тропосферному столбу NO₂ — метрика, извлекаемая со спутника — может служить индикатором для определения режимов с преобладанием аэрозоля посредством наблюдений.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-706/

Научные оценки — инструменты, используемые для обзора широкого круга знаний и составления всеобъемлющих выводов о состоянии науки. Они позволяют экспертам синтезировать технические знания и развивать широкое понимание наблюдаемых и будущих тенденций, рисков и возможностей. Национальная климатическая оценка, основной климатический отчёт правительства США, является одним из таких оценочных отчётов. Национальная климатическая оценка была создана законом Конгресса и классифицируется как высоковлиятельная научная оценка, что приводит к широкому спектру обязательств, а также к требуемому соблюдению различных законов и других федеральных политик и процедур. Национальная климатическая оценка также представляет собой уникальную попытку объединить федеральные агентства, научное сообщество и пользователей климатической науки по всей территории США для расширения возможностей принятия решений, достижения консенсуса и реализации мер по борьбе с изменением климата. Инновации в процессе разработки Национальной климатической оценки на протяжении нескольких циклов разработки отчёта были реализованы для удовлетворения как меняющихся правовых требований, так и потребностей пользователей, описанных в этой статье, чтобы поделиться институциональными знаниями и передовым опытом с теми разработчиками оценок, которые могут сталкиваться с аналогичными сложными ограничениями. В этой статье делается попытка обобщить эту историю и извлечь некоторые ценные уроки для будущих межведомственных групп по разработке оценок. Обсуждение критических инноваций, включая расширение технических ресурсов, баз знаний и средств коммуникации, включено для информирования процесса разработки будущих научных оценок.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-024-03854-8

Оценка программируемых объёмов воды в условиях изменения климата в настоящее время является одним из основных принципов устойчивого управления водными ресурсами. Несколько факторов, которые необходимо учитывать для повышения точности, влияют на расчёт возобновляемых поверхностных и грунтовых вод. Эти факторы включают учёт возвратного потока от безвозвратного использования, ёмкости водохранилищ в пределах горизонта планирования, экспертных мнений, ёмкости хранения грунтовых вод в аллювиальных водоносных горизонтах и формациях и прогнозы роста населения. Для оценки изменения климата используются данные нескольких станций, чтобы минимизировать неопределённость, а метод усреднения ансамбля и различные сценарии применяются для снижения неопределённости в доступности рассчитанных возобновляемых водных ресурсов. В этом исследовании авторы производили расчёт будущих возобновляемых водных ресурсов с учётом этих факторов, сосредоточившись на среднесрочном будущем (2040–2060 гг.). Для анализа изменения климата использовалась модель масштабирования LARS-WG 6 Согласно результатам ансамблевой усредняющей модели для бассейна, среднемесячная минимальная температура вырастет в среднем примерно на 2,2°С, а средняя максимальная температура - в среднем примерно на 4,2°С. Далее, объём возобновляемых водных ресурсов определяется расчётами водного баланса. Максимальная устойчивая ёмкость удержания поверхностных вод на 2050 год была рассчитана с учётом ёмкости существующих и строящихся водохранилищ, включая запланированные коэффициенты сокращения. В исследовании рассматривалось распределение возобновляемых водных ресурсов среди будущих потребностей в воде с использованием шести методов банкротства. Также рассматривались различные сценарии неопределённости от 0,5 до 1,1. Для оценки приемлемости решений с разных точек зрения заинтересованных сторон в области водных ресурсов использовались шесть социальных выборов и резервных переговоров. Распределение, основанное на методе банкротства анализа экономической эффективности (методе CEA), оказалось наиболее благоприятным подходом, за исключением метода единогласных переговоров.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-025-03886-8

Анализируются ряды ежегодных выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве в странах Европейского Союза за 32 года. Выбросы, автокорреляция и точки изменения были обнаружены для каждого ряда в отдельности и общего ряда с использованием ящика-плота (диаграммы для быстрой оценки данных, показывающей распределение значений в выборке), автокорреляционной функции и тестов Петтита, Хьюберта и CUSUM (статистического теста для проверки стабильности параметров модели на всей выборке). Наличие монотонного тренда в рядах данных проверялось на случайность с помощью теста Манна-Кендалла; далее наклон линейного тренда определялся непараметрическим подходом Сена и классической регрессией. Наилучшее распределение было подобрано для каждого ряда данных. Результаты показывают, что большинство рядов представляют аберрантные значения (указывающие на периоды с высокими выбросами), являются автокоррелированными и имеют тенденцию к снижению с течением времени (показывающую уменьшение выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве в течение периода исследования). Распределения, которые лучше всего соответствуют отдельным рядам, были типа Уэйкби (алгоритм для оценки качества изображения), Джонсона SB (четырёхпараметрическое распределение, использующееся для моделирования разных типов данных), Берра и лог-логистического типа. Общий ряд имеет тенденцию к снижению, представляет автокорреляцию второго порядка и имеет правый перекос. Для него была построена и проверена модель ARIMA(1,1,2), которая использовалась для прогноза.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/3/295

Увеличение частоты экстремальных температурных явлений создаёт значительные общественные и научные проблемы из-за их неблагоприятного воздействия на человеческие и природные системы, усугубляемого их непредсказуемой природой. Климатические модели необходимы для исследования коренных причин и прогнозирования долгосрочных изменений, однако их точность ограничена присущими им неопределённостями и ошибками. Хотя теории ограничений по наблюдениям обещают решение проблем моделей, они часто опираются на эмпирические региональные взаимосвязи. Авторы показывают, что будущие изменения экстремальных температур и их неравномерное распространение критически зависят от исторических распределений тепла, причём изменчивость играет ключевую роль. Разработан универсальный аналитический подход, объединяющий данные наблюдений с модельными результатами, направленный на большую надёжность прогнозов. Результаты показывают, что вероятности экстремальных температурных явлений на большей части суши мира могут расти быстрее, чем предполагают модели. В уязвимых регионах увеличение может превысить прогнозы моделей почти в два раза, даже при низких уровнях глобального потепления. Эти результаты закладывают основу для реалистичных оценок рисков и подчёркивают необходимость усиления мер по адаптации и смягчению последствий.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02133-3

Точные, исторические и непрерывные глобальные данные об урожайности имеют важное значение при оценке рисков для глобальной продовольственной системы. Однако существующие наборы данных часто имеют ограниченное пространственное и временное разрешение. Здесь представлен GlobalCropYield5min, новый набор данных на сетке, предоставляющий данные об урожайности основных культур, включая кукурузу, рис, пшеницу и сою, с 1982 по 2015 гг. с пространственным разрешением 5 угловых минут. Разработаны три модели машинного обучения для каждой страны и каждой культуры, используя статистику урожая примерно из 12 000 административных единиц, а также спутниковые данные, климатические переменные, свойства почвы, методы ведения сельского хозяйства и климатические режимы. Оптимальные предикторы и модель машинного обучения были выбраны для оценки годовой урожайности для каждой ячейки сетки размером 5 × 5 угловых минут. Результаты показывают хорошую производительность модели, с R² в диапазоне от 0,70 до 0,95 и среднеквадратической ошибкой (нормализованной среднеквадратической ошибкой) от 0,16 т/га (5%) до 1,1 т/га (20%). GlobalCropYield5min превосходит другие глобальные наборы данных об урожайности по пространственному разрешению, временному охвату и точности. Этот набор данных имеет решающее значение для исследования взаимодействий между климатом и урожайностью культур и управления рисками сельскохозяйственных катастроф.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-04650-4

Изменение климата приводит к нарушению гидрологии и геоморфологии в наземных полярных ландшафтах, подстилаемых многолетней мерзлотой, однако измерения и теории для понимания этих изменений ограничены. Вода, текущая со склонов холмов многолетней мерзлоты в каналы, часто модулируется водными путями, зонами повышенной влажности почвы в неканализованных понижениях, концентрирующих поток воды вниз по склону. Водные пути, доминирующие в гидрологии склонов холмов в некоторых ландшафтах многолетней мерзлоты, не имеют последовательного определения и метода идентификации, а их глобальное распространение, морфология, климатические связи и геоморфологические роли остаются недостаточно изученными, несмотря на их роль в углеродном цикле многолетней мерзлоты. Сочетая обзор литературы с синтезом предыдущих работ, авторы определяют объединяющие и различающие характеристики между водными путями из разрозненных полярных участков с помощью инструментария для будущей полевой и дистанционной идентификации водных путей. Они помещают предыдущие исследования в количественную структуру «нисходящего» климата и «восходящего» геологического контроля морфологии пути и гидрогеоморфической функции. Обнаружено, что термин «водный путь» применяется к широкой категории концентрированных надмерзлотных потоков, демонстрирующих различную морфологию, степень самоорганизации, гидравлические характеристики, состав подповерхности, растительность, отношения к столам размораживания и порядок потока/положение склона холма. Авторы предполагают, что широкое распространение водных путей на обоих полюсах при различных геологических, экологических и климатических факторах подразумевает, что водные пути находятся в динамическом равновесии с многолетнемёрзлой средой, но что они могут претерпевать изменения по мере того, как климат продолжает теплеть. Текущие пробелы в знаниях включают эволюцию этих особенностей в условиях продолжающегося изменения климата и их роль в качестве аналогового рельефа для активной марсианской гидросферы.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024RG000854