Климатический центр Росгидромета

Новости

npj Climate and Atmospheric Science: Умеренная чувствительность климата из-за противодействующих обратных связей облаков смешанной фазы

 

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

Печать

EGUsphere: Влияние дымовых аэрозолей от лесных пожаров на фотохимию приповерхностного озона

 

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 PM2.5 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/

Печать

Climatic Change: Навигация по сложным водам: разработка процесса развития Национальной климатической оценки

 

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

Печать

Climatic Change: Оценка возобновляемых водных ресурсов в условиях изменения климата путём комплексного анализа стратегий адаптации

 

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

Печать

Atmosphere: Моделирование выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве

 

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

Печать

Nature Communications Earth & Environment: Повышенный риск экстремально высоких температур, выявленный с помощью прогнозов моделей, ограниченных наблюдениями

 

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

Печать

Nature Scientific Data: Картографирование мировых урожаев четырёх основных культур с разрешением 5 угловых минут с 1982 по 2015 гг. с использованием данных из нескольких источников и машинного обучения

 

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

Печать

Reviews of Geophysics: Климатические и гидрогеологические факторы, контролирующие водные пути в ландшафтах многолетней мерзлоты

 

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

Печать

Science Advances: Сужение разброса прогнозов всей земной системы для более надёжного планирования адаптации к изменению климата

 

Потепление климата создаёт повышенные уровни климатического риска из-за изменений опасностей, которым подвергаются человеческие и природные системы. Прогнозы того, как эти опасности изменятся, зависят, среди прочих факторов, от неопределённостей в чувствительности климата у климатических моделей. Хотя подход, учитывающий «уровень глобального потепления», может обойти неопределённости чувствительности климата у моделей в некоторых приложениях, практики, сталкивающиеся с конкретными обязанностями по адаптации, часто считают такие прогнозы сложными в использовании, поскольку они, как правило, требуют ориентированной на время информации. Однако разброс прогнозов земной системы, следующих за указанными сценариями выбросов, может быть сужен путём применения подхода, учитывающего «уровень глобального потепления», к прогнозам потепления, включающим и данные наблюдений, с целью получить более надёжные ориентированные на время прогнозы для планирования и реализации адаптации. Этот подход также позволяет отдельным группам производить последовательные и сопоставимые оценки многогранных последствий изменения климата и причинных механизмов, тем самым принося пользу оценкам климата на национальном и международном уровнях, обеспечивающим научную основу для действий по адаптации.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr5346

Печать

Science Advances: Антропогенное усиление арктической антициклонической циркуляции

 

Последние четыре десятилетия стали свидетелями усиления зимней антициклонической циркуляции над Баренцевым и Карским морями, изменения, которое внесло существенный вклад в усиление локального потепления и потери морского льда, а также в похолодание в Евразии. Однако причина этой тенденции в атмосферной циркуляции над Баренцевым и Карским морями остаётся неизвестной. Авторы показывают, что антропогенные парниковые газы являются основным фактором усиления антициклонической циркуляции над Баренцевым и Карским морями, а антропогенные аэрозоли играют второстепенную роль, и оба фактора вместе составляют около 86% наблюдаемой тенденции. Оба воздействия вызывают усиленное потепление нижней тропосферы над Баренцевым и Карским морями в результате сочетания с сильной потерей морского льда. Это усиленное потепление увеличивает геопотенциальную высоту за счёт теплового расширения, вызывая аномальную антициклоническую аномалию, которая, в свою очередь, усиливает потепление и потерю морского льда, образуя положительную обратную связь. Эта работа представляет собой теоретическую основу для понимания реакции атмосферной циркуляции Арктики на антропогенное потепление и может иметь последствия для климата и окружающей среды в Арктике и за её пределами.

 

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads4508

Печать