Экстремальные погодные явления серьёзно влияют на человеческие и природные системы, и их последствия усугубляются, когда события происходят синхронно. Обширные исследования изучали изменения в отдельных событиях при глобальном потеплении, но изменения в синхронности множественных событий остаются менее понятными. Авторы количественно оценивают синхронность экстремальных явлений жары и осадков на глобальных территориях суши и оценивают, как она реагирует на изменение климата. Были показаны региональные различия с более сильной синхронностью в низких широтах и более слабой в средних. С 1980-х годов синхронность увеличилась на 34%, особенно в тропиках и северных высоких широтах. Климатические моделирования прогнозируют увеличение на 87% к 2100 году при общем социально-экономическом пути (SSP) 5–8,5 относительно исторического уровня, в то время как сценарии с низким уровнем выбросов (SSP1-2,6 и SSP2-4,5) могут помочь смягчить повышенный риск синхронных событий. Рост синхронности обусловлен в первую очередь потеплением климата, и эта масштабная зависимость определяется уровнем глобального потепления, а не сценарием.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL113021

Вклад Антарктиды в глобальное повышение уровня моря является крайне неопределённым, предполагается, что подледниковая вода играет решающую роль, однако её влияние остаётся неясным. Авторы показывают, что вода у основания ледяных щитов влияет на поведение скольжения и что её исключение из моделей может приводить к недооценке в прогнозах повышения уровня моря и задержке прогнозируемого наступления переломных моментов. Модель Антарктического ледяного щита (Elmer/Ice) использована для изучения того, как различные предположения о давлении воды в ледяной базе влияют на прогнозы повышения уровня моря с 2015 по 2300 гг. Полученные результаты показывают, что включение подледниковой воды может усилить сток льда через Антарктический ледяной щит до трёх раз по сравнению со стандартным подходом, потенциально способствуя повышению уровня моря на дополнительные 2,2 метра к 2300 году. Примечательно, что плавно уменьшающееся базальное сопротивление вблизи линии заземления более чем удваивает поток линии заземления к 2300 году по сравнению со сценариями, где эффективное давление упрощается до пространственно постоянного коэффициента. Реакции, специфичные для бассейнов, значительно различаются, при этом некоторые сценарии приближают точки невозврата до 40 лет. Эти результаты подчёркивают критическую необходимость интеграции развивающейся подледниковой гидрологии в модели ледяного щита.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-58375-4

Одновременные климатические экстремальные явления имеют серьёзные последствия для обществ, экономик и природных систем. Системы раннего оповещения, ориентированные на риск множественных опасностей, необходимы для снижения воздействия, повышения готовности и ускорения адаптации. Тем не менее, растущий объём и разнообразие пространственно-временных данных в сочетании с увеличивающейся частотой одновременных экстремальных явлений создают проблемы для быстрого обнаружения и отслеживания вредных событий. Искусственный интеллект даёт возможность справиться с этими проблемами, особенно когда обеспечены интерпретируемость и объяснимость. Авторы показывают, как экспертно-управляемые и объяснимые модели искусственного интеллекта могут вероятностно обнаруживать множественные опасности, связанные с сельским хозяйством. Модели обучаются с использованием работы экспертов по агроклимату, которые на протяжении десятилетий оперативно выявляли множественные климатические опасности, влияющие на сельское хозяйство в Европе. Модели определяют основные движущие силы, ведущие к обнаружению пострадавших районов, при этом эффективно работая с большими наборами данных для предоставления вероятностных результатов и оценки неопределённости. Результаты подчёркивают добавленную значимость моделей искусственного интеллекта, основанных на экспертных данных, в поддержке управления рисками, а также эффективной и устойчивой адаптации, особенно при интеграции в системы раннего оповещения и секторальные климатические службы. Основанные на экспертной информации, модели способствуют лучшему пониманию сложной динамики, лежащей в основе возникновения и пространственно-временной эволюции экстремальных климатических явлений, а также повышению доверия при определении и сообщении затронутых областей.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01987-3

Климатические модели прогнозируют снижение изменчивости температуры в северных высоких широтах из-за глобального потепления, но влияние на изменчивость в средних широтах остаётся неопределённым. Здесь, используя мультимодельные оценки из проекта сравнения сопряжённых моделей, авторы обнаружили, что суточная зимняя изменчивость температуры увеличивается в средних широтах Евразии при будущем потеплении. Эта изменчивость сильно коррелирует с градиентом температуры поверхности моря Северной Атлантики, характеризующимся тёплыми тропиками – холодными высокоширотными температурными структурами, связанными с ослабленной Атлантической меридиональной термохалинной циркуляцией. Идеализированные модельные расчёты подтверждают, что более сильный градиент температуры поверхности моря Северной Атлантики усиливает изменчивость температуры в средних широтах Евразии за счёт усиления меридионального градиента температуры. Дополнительные расчёты показывают, что нагрев в тёплом бассейне тропического Индийского океана – западной части Тихого океана оказывает более слабое влияние на изменчивость температуры в Евразии, чем градиент температуры поверхности моря Северной Атлантики. Полученные результаты свидетельствуют о том, что ослабление атлантической меридиональной термохалинной циркуляции может привести к усилению зимней изменчивости температур в средних широтах Евразии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02249-6

Многолетние засухи могут оказывать серьёзное влияние на экосистемы, сельское хозяйство, водные ресурсы, экономику, людей и общества. Авторы изучают статистические свойства многолетних засух, состоящих из непрерывных последовательностей лет, в которых годовое количество осадков падает ниже заданного порогового значения. Изучается статистика с включением доли лет, которые являются частью засух продолжительностью ≥ n лет, доли засух, имеющих продолжительность ≥ n лет, а также длительности и числа засух продолжительностью ≥ n лет, в тридцати восьми 200-летних расчётах глобальных климатических моделей из проекта CMIP6 в условиях доиндустриального контроля. Также выведены формулы, аппроксимирующие среднее значение этих и других статистических данных с использованием простых стохастических моделей. Полученные теоретические значения достаточно хорошо согласуются с их аналогами в мультимодельной средней климатической модели по всему миру. Региональные контрасты в значении статистики для многолетних засух, состоящих из непрерывных последовательностей лет с осадками ниже среднего, можно в значительной степени объяснить пространственными вариациями в процентиле среднего. Соответствующие формулы, учитывающие ненулевую временную автокорреляцию, как правило, несколько лучше согласуются со значениями мультимодельной средней. Статистика многолетних засух оценивается с использованием данных наблюдений и сравнивается с теоретическими и климатическими модельными оценками. Формулы, включающие ненулевую автокорреляцию, обеспечивают лучшую оценку наблюдаемых значений, чем значения мультимодельной средней или формулы, полученные с предположением нулевой автокорреляции.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07632-9

Климатические рекорды побивались с тревожной регулярностью в последние годы, но события 2023– 2024 годов были исключительными даже с учётом последних климатических тенденций. Здесь авторы количественно оценивают эти события по нескольким переменным и показывают, как избыточное накопление энергии в земной системе привело к исключительным условиям. Ключевыми факторами были положительный десятилетний тренд энергетического дисбаланса Земли (Earth’s Energy Imbalance, EEI), устойчивые условия Ла-Нинья, начавшиеся в 2020 году, и переход к Эль-Ниньо в 2023 году. В период с 2022 по 2023 гг. нагрев, обусловленный EEI, был более чем на 75% выше, чем во время начала аналогичных недавних предыдущих событий Эль-Ниньо. Далее было показано, как региональные процессы сформировали различные закономерности рекордных температур поверхности моря в отдельных океанических бассейнах. По утверждению авторов, если недавняя тенденция в EEI сохранится, естественные колебания, такие как циклы Эль-Ниньо-Южного Колебания, будут всё чаще приводить к усилению рекордных последствий, а 2023–2024 годы станут предвестниками будущих экстремальных климатических явлений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-00996-z

Минеральная пыль существенно влияет на нисходящие и восходящие коротковолновые и длинноволновые радиационные потоки, и изменения в концентрации пыли могут, таким образом, изменить энергетический баланс Земли. В этом исследовании анализируется эффективное радиационное воздействие пыли (DuERF) в девяти моделях земной системы CMIP6 с использованием эксперимента piClim-2xdust из AerChemMIP. Эксперимент piClim-2xdust использует глобальный коэффициент настройки выбросов пыли для удвоения потока выбросов. DuERF разбивается на вклады от взаимодействий «пыль-излучение» (прямое DuERF) и «пыль-облако» (облачное DuERF). Суммарное прямое DuERF варьируется от −0,56 до 0,05 Вт·м⁻². Модели с более низким (более высоким) поглощением пыли и меньшей (большей) долей крупной пыли показывают наиболее отрицательное (положительное) прямое DuERF. DuERF облака положительно в оценках большинства моделей и находится в диапазоне от −0,02 до 0,2 Вт·м⁻², однако они различаются по вкладу в длинноволновый и коротковолновый потоки. В частности, NorESM2-LM показывает положительное DuERF облака длинноволнового потока, которое объясняется влиянием пыли на перистые облака. Эффективность воздействия пыли различается в десять раз между модельными оценками, что указывает на то, что неопределённость в DuERF, вероятно, недооценена в AerChemMIP. Существует последовательная быстрая реакция осадков, связанная с пылью, уменьшающей атмосферное радиационное охлаждение. Модели с сильно поглощающей пылью показывают сокращение количества осадков, что можно объяснить уменьшением атмосферного радиационного охлаждения при ясном небе (до 3,2 мм/год). В NorESM2-LM уменьшение коррелирует с атмосферным радиационным охлаждением облачного неба из- за увеличения количества перистых облаков (до 5,6 мм/год). В совокупности это говорит о том, что вызванная пылью быстрая реакция осадков значительна и сопоставима с реакцией антропогенного чёрного углерода.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-1030/

Точный учёт выбросов и стоков парниковых газов имеет решающее значение для отслеживания прогресса в направлении смягчения антропогенного воздействия на климат и для мониторинга потенциальных ответных реакций на изменения климата. Бюджетирование и отчётность по парниковым газам могут следовать либо методологиям Межправительственной группы экспертов по изменению климата для отчётности о национальном кадастре парниковых газов (National Greenhouse Gas Inventory, NGHGI), либо использовать атмосферные инверсии «сверху вниз» или подходы «снизу вверх» на основе процессов. Чтобы помочь понять и согласовать эти подходы, было организовано Второе региональное исследование оценки и процессов углеродного цикла (Second REgional Carbon Cycle Assessment and Processes, RECCAP2) для количественной оценки выбросов и абсорбции парниковых газов (диоксида углерода (CO₂), метана (CH₄) и закиси азота (N₂O)) для десяти регионов суши и пяти океанов за 2010–2019 гг. Здесь представлены результаты для североамериканского региона суши (Канада, США, Мексика, Центральная Америка и Карибский бассейн). За 2010–2019 гг. NGHGI сообщил об общих суммарных выбросах парниковых газов в размере 7270 ТгCO -экв. год⁻¹² по сравнению с оценками в подходе «сверху вниз» в размере 6132 ± 1846 ТгCO₂-экв. год⁻¹ и оценками в подходе «снизу вверх» в размере 9060 ± 898 ТгCO₂-экв. год⁻¹. Согласование различий между подходами NGHGI, «сверху вниз» и «снизу вверх» зависело от (a) учёта латеральных потоков CO₂ вдоль континуума «суша-океан-вода» и торговли, (б) корректировки выбросов CO₂ от землепользования с учётом потери дополнительной ёмкости стока, (в) избежания двойного учёта выбросов CH₄ во внутренних водах и (г) корректировки оценок площади для соответствия определению NGHGI прокси- сервера управляемых земель. Неопределённости остаются из-за неучёта CO₂ во внутренних водах, преобразования азотных удобрений в N₂O и из-за менее частой отчётности NGHGI от стран, не включённых в Приложение 1 Структура RECCAP2 играет ключевую роль в согласовании независимых методологий отчётности по парниковым газам для поддержки политических обязательств, одновременно предоставляя информацию о биогеохимических процессах и мерах реагирования на изменение климата.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GB008310

Изменения климата ХХ века демонстрируют, помимо вековой тенденции глобального потепления, мультидесятилетнюю изменчивость с глобально согласованными структурами. Выявление и атрибуция таких структур требует объединения данных современных реанализов атмосферных и океанических наблюдений с оценками реакции климата на переменные воздействия на основе ансамблевых оценок климата ХХ века с помощью современных глобальных сопряжённых моделей. Эта публикация является первой частью серии статей, в которых идентичная последовательность методов распознавания образов применяется к ансамблю из 38 моделей исторических расчётов в рамках фаз 5 и 6 проекта сравнения сопряжённых моделей (CMIP5/6) и к двум наборам данных реанализа ХХ века для краткого описания их глобальной мультидесятилетней изменчивости. Основное внимание здесь уделяется характеристике глобально распределённого вынужденного отклика в приповерхностной температуре воздуха и давлении на уровне моря с использованием комбинации фильтрации шаблона максимизации сигнала к шуму (S/NP) и перемасштабирования на основе линейной регрессии. Особый новый аспект этой работы заключается в изоляции структур вынужденного отклика, общих для всего модельного ансамбля, по сравнению с остаточными откликами отдельных моделей, тем самым закладывается основа для изучения того, могут ли последние отклики служить жизнеспособным объяснением наблюдаемых мультидесятилетних климатических удалённых связей. Общий вынужденный отклик моделей CMIP5/6 доминирует над двумя модами S/NP, амплитуды которых различаются от модели к модели. S/NP-1 описывает полярное и усиленное сушей глобальное потепление с более медленной скоростью потепления до середины 60-х годов и более быстрым потеплением после. Компонент S/NP-2 характеризуется выраженной мультидесятилетней изменчивостью без особой тенденции в масштабе столетия и демонстрирует антисимметричный температурный отклик между полушариями. Сигнатура давления на уровне моря двух режимов связана с нисходящим трендом над Южным океаном и Антарктидой после середины 60-х годов и намного слабее, чем внутренняя изменчивость фона давления на уровне моря в других местах. Модели CMIP, которые имеют большой вклад от S/NP-1 и небольшой от S/NP-2 в их вынужденный отклик, как правило, демонстрируют большой глобальный средний тренд приповерхностной температуры воздуха ХХ века и наоборот. Остаточные вынужденные отклики отдельных моделей, необъяснённые S/NP 1 и 2, действительно демонстрируют мультидесятилетние вариации с появлением удалённых связей, хотя и с гораздо меньшей амплитудой, чем наблюдаемые глобально связанные отклонения климата от оцененных моделью вынужденных трендов.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/8/JCLI-D-24-0456.1.xml

Распространённость насекомых-вредителей, которые повреждают сельскохозяйственные культуры и снижают их урожайность, растёт во всём мире из-за изменений климата и землепользования, что создаёт угрозу продовольственной безопасности. В этом обзоре обобщены данные о том, как тропические, умеренные, мигрирующие и почвенные вредители сельскохозяйственных культур реагируют на изменения климата, землепользования и сельскохозяйственных методов. В целом, вредители сельскохозяйственных культур реагируют на потепление расширением географических ареалов, более выраженными фенологическими явлениями и увеличением числа репродуктивных поколений в год. Прогнозируется, что увеличение ущерба от вредителей при потеплении на 2°C усугубит потери урожайности на 46%, 19% и 31% для пшеницы, риса и кукурузы соответственно. Вредители в средних и высоких широтах реагируют на потепление более позитивно, чем в тропиках. Умеренная засуха может увеличить ущерб от вредителей сельскохозяйственным культурам из-за усиления питания растениями как источником воды и снижения устойчивости растений и естественных врагов вредителей. Увеличение количества осадков уменьшает количество мелких вредителей, смывая их, но благоприятствует вредителям в целом, смягчая термогидрострессы. Изменение землепользования, такое как вырубка лесов и перевод в пахотные земли, усиливает потепление и сокращает биоразнообразие, что приводит к увеличению ущерба урожаю. Интенсификация сельского хозяйства, в частности, внесение удобрений и орошение, повышает качество и количество растений- хозяев и защищает вредителей от экстремальных условий окружающей среды, способствуя их распространению. Глобализация торговых сетей увеличивает вторжения вредителей, а связанный с этим ущерб превысил 423 млрд долларов США в 2019 году. Будущие исследования должны изучить механизмы, лежащие в основе изменений статуса вредителей, и разработать системы мониторинга и прогнозирования для информирования подходов к управлению.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-025-00652-3