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

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

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

В последние годы искусственный интеллект оказал глубокое влияние на различные области, включая науки о земной системе, улучшив прогнозирование погоды, качество моделей, оценку параметров и предсказание экстремальных событий. Последнее сопряжено с определёнными проблемами, такими как разработка точных предикторов из неоднородных, небольших выборок, выборок с шумами и данных с ограниченными аннотациями. В этой статье рассматривается, как искусственный интеллект используется для анализа экстремальных климатических событий (таких как наводнения, засухи, лесные пожары и волны тепла), подчёркивается важность создания точных, прозрачных и надёжных моделей искусственного интеллекта. Авторы обсуждают препятствия, связанные с работой с ограниченными данными, интеграцией информации в реальном времени и развёртыванием понятных моделей, всё это важные шаги для завоевания доверия заинтересованных сторон и удовлетворения потребностей регулирования. Предоставлен обзор того, как искусственный интеллект может помочь более эффективно выявлять и объяснять экстремальные события, улучшая реагирование на стихийные бедствия и коммуникацию. Подчёркивается необходимость сотрудничества в различных областях с целью создания практичных, понятных и заслуживающих доверия решений искусственного интеллекта для повышения готовности к стихийным бедствиям и снижения рисков.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56573-8

Экстремальная жара, вызванная изменением климата, станет растущей угрозой в Европе в течение следующих 75 лет, сообщает новое исследование. Без существенных мер по смягчению последствий антропогенного потепления и адаптации к ним к концу столетия могут быть потеряны ещё 2,3 миллиона жизней из-за причин, связанных с экстремальными температурами, причём последствия повышения температуры превзойдут любое потенциальное снижение смертности, связанной с холодом. 

Этот мрачный прогноз исходит от группы исследователей во главе с Пьером Массело (Pierre Masselot), статистиком и эпидемиологом окружающей среды Лондонской школы гигиены и тропической медицины. Их анализ, опубликованный в Nature Medicine, на основе климатических прогнозов оценил будущую смертность, связанную с температурой, в 854 европейских городах с населением более 50 000 человек в 30 странах. Исследователи использовали оценки передовых климатических моделей для прогнозирования суточных температур для каждого города и объединили результаты со статистическими данными о ежегодной смертности, связанной с температурой, в каждой области. 

Исследование 2023 года, также проведённое Массело, показало, что в период с 2000 по 2019 гг. около 143 817 смертей в этих городах были связаны с экстремальными температурами каждый год. Новое исследование рассмотрело различные сценарии потепления и показало, что без существенного сокращения выбросов парниковых газов ожидается рост числа смертей, связанных с экстремальными температурами. При наихудшем сценарии, характеризующемся отсутствием существенного сокращения выбросов и минимальной адаптацией, прогнозируется, что чистое бремя смертности от изменения климата вырастет на 50%, примерно до 215 000 смертей в год, к концу столетия. Этот сценарий приведёт к вышеупомянутым 2,3 миллионам дополнительных смертей к 2100 году. 

Массело отметил, что последовательность тенденции во всех сценариях удивительна. «Вывод заключается в том, что если города потеплеют так сильно, как прогнозируется в наихудшем сценарии, адаптироваться будет очень сложно», — сказал он. 

Смягчение против адаптации 

Исследование изучало потенциальные эффекты стратегий адаптации, разработанных для защиты людей от жары, таких как использование кондиционирования воздуха и создание охлаждающих центров. Но их результаты показали, что смертность будет расти, даже если будут реализованы значительные усилия по адаптации. 

«При отсутствии смягчения», — сказал Массело, — «адаптация к жаре должна быть масштабной, чтобы уравновесить эту тенденцию». 

Усилия по смягчению в основном будут принимать форму сокращения выбросов парниковых газов: Массело сказал, что до 70% этих дополнительных смертей можно было бы предотвратить, ограничив рост глобальной средней температуры двумя градусами к концу столетия за счёт сокращения выбросов в соответствии с Парижским соглашением. Однако недавние исследования показывают, что Земля находится на пути к превышению этого предела. 

Воздействие Средиземноморья 

В настоящее время экстремальный холод вызывает в Европе в 10 раз больше смертей, чем жара. Однако Массело объяснил, что хотя более мягкие зимы могут означать, что в некоторых северных странах общее чмсло смертей, связанных с температурой, может снизиться, рост числа смертей, связанных с жарой, по всему континенту значительно перевесит этот локальный эффект. Группа определила средиземноморские регионы, включая восточную Испанию, южную Францию, Италию и Мальту, как особенно уязвимые. 

Средиземноморский регион больше всего пострадал, поскольку это горячая точка изменения климата, где температуры растут быстрее, чем в среднем по миру. «Мы почувствовали это в 2022 и 2023 годах, когда в регионе наблюдались сильные волны тепла», — сказал Массело. 

Исследование также рассматривало ожидаемые демографические изменения в Европейском Союзе. Например, прогнозируется, что численность населения в возрасте 80 лет и старше увеличится в 2,5 раза в период с 2024 по 2100 гг. Такие факторы, как возраст, важны, учитывая повышенную уязвимость пожилых людей к жаре. 

Крупные города страдают от так называемого эффекта острова тепла, при котором центры городов могут быть на 4–5°C теплее, чем их окрестности, из-за сочетания загрязнения, высокой инсоляции (воздействия солнечных лучей) и поглощающих тепло материалов, таких как асфальт и бетон. Этот эффект делает крупные средиземноморские города особенно уязвимыми. 

Марк Ниувенхейсен (Mark Nieuwenhuijsen), эксперт по загрязнению воздуха и городскому планированию в Барселонском институте глобального здравоохранения, не принимавший участия в исследовании, сказал, что учёные не должны игнорировать стратегии адаптации. «Мы могли бы легко снизить температуру, если бы заменили большую часть асфальта большим количеством зелёных насаждений». 

Особенно в более загрязнённых городах загрязнение воздуха также играет свою роль, усугубляя смертельные последствия жары. Ниувенхейсен подчеркнул важность снижения загрязнения воздуха как для снижения смертности, связанной с жарой, так и для снижения самой жары, поскольку выбросы углекислого газа приводят к повышению температуры. Загрязнение воздуха ежегодно становится причиной 300 000 смертей в Европейском Союзе, что намного больше, чем от жары или холода, и решения как для снижения смертности, связанной с температурой, так и для снижения смертности, связанной с загрязнением, идут рука об руку. «Нам нужно решать проблемы как изменения климата, так и загрязнения воздуха, и мы можем сделать это одними и теми же способами: декарбонизацией нашей экономики и нашей транспортной системы», — сказал Ниувенхейсен. «Это позитивный сигнал, но мы не можем ждать». 

Массело отметил, что следующим шагом станет понимание того, как повысить устойчивость к жаре, что будет необходимо даже при немедленных усилиях по смягчению последствий. «Это означает понимание того, что делает некоторые города более устойчивыми к жаре, чем другие», — сказал он. «Каковы конкретные характеристики этих городов, которые мы можем использовать для дальнейших действий и которые могут информировать политиков?»

Ссылка: https://eos.org/articles/europe-faces-increased-heat-mortality-in-coming-decades