Глобальное потепление влияет на земную систему сложным образом, часто препятствуя функциональному пониманию базовых процессов. Однако разделение этих процессов между абиотическими факторами и отдельными видами или целыми сообществами имеет важное значение для глубокого понимания воздействия изменения климата на экосистему. Используя временные ряды высокого разрешения по волнам тепла и холода в системе арктических фьордов, авторы демонстрируют, что цифровая обработка данных с поддержкой искусственного интеллекта, которая основана на современных обсерваторских технологиях, может дать новое представление о влиянии абиотических факторов на биотические сообщества, что было бы невозможно при использовании традиционных методов отбора проб на основе материалов экспедиций. Кроме того, это исследование показывает, что краткосрочные, вызванные событиями аномалии в ключевых океанических переменных не только изменяют гидрографию системы, но и могут повлиять на всё сообщество по всей трофической цепи от бентоса и зоопланктона до рыб. Авторы обнаружили значительную положительную корреляцию между гидрографическими температурными аномалиями и численностью биоты, при этом высокая численность биоты связана с «атлантическими» фазами с частыми волнами тепла, а низкая численность биоты - с «арктическими» фазами, в которых преобладают холодные периоды. Исследование также показало, что гидрографические аномалии могут не только влиять на общую численность биоты в районе, но и вызывать сложные сдвиги в видовом составе. Это приводит к колебаниям межгодовых пиков численности в определённых биотических группах, таких как медузы, рыбы или щетинкочелюстные, в зависимости от факторов-триггеров, которые ещё не полностью изучены.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-05621-w

Ретроспективные анализы пожарной опасности обычно используют данные реанализа, но их связь с наблюдаемой пожарной опасностью недостаточно изучена. Авторы использовали ежедневные наблюдения за погодой для расчёта пожарной опасности для девяти метеостанций в Швеции, охватывающих 1100 км с севера на юг, за период 1951–2020 гг., что делает его одним из самых длинных рядов наблюдаемой пожарной опасности на сегодняшний день. Все сайты, за исключением самого северного, показали рост сезонных показателей FWI (Forest Fire Index) за этот период, и линейные тренды были статистически значимыми для трёх сайтов. В среднем годовой пиковый семидневный скользящий средний FWI увеличился на 18% за 70 лет. Тенденции к росту были в основном обусловлены более высокой полуденной температурой, а не изменёнными режимами осадков. Кроме того, наблюдаемая пожарная опасность существенно отличалась от той, которая была основана на данных реанализа ERA5. Для FWI > 5 значения FWI реанализа были в среднем на 25% ниже соответствующих наблюдаемых значений. Сила данных реанализа заключается в формировании сеточных данных с использованием схем одиночной ассимиляции против однородных подгонок модели, и они не предназначены для полного представления фактической погоды в точечной шкале. Хотя данные реанализа позволяют проводить комплексный географический анализ, это исследование показывает, как они также недооценивают пиковую пожароопасную погоду в Северной Европе. Авторы рекомендуют проверять смещение экстремальных значений по сравнению с точечными наблюдениями в будущих исследованиях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-04200-3

Лесные пожары сокращают растительный покров и почвенную биокорку, тем самым расширяя голые земли, подверженные ветровой эрозии. Однако глобальная характеристика выбросов пыли после пожаров оставалась качественной и фокусировалась только на ландшафтах, нарушенных относительно крупными лесными пожарами. Авторы применили принципы механики жидкости к спутниковым измерениям для количественной оценки выбросов пыли после пожаров. Было обнаружено, что 61% мировых лесных пожаров в различной степени сопровождаются повышенными выбросами пыли (5,6 (3,3–9,2) Тг пыли в год в период с 2003 по 2022 гг.). 95% выбросов пыли после пожаров являются источниками небольших лесных пожаров, которые происходят чаще и масштабнее, чем крупные лесные пожары, особенно в регионах с редкой растительностью. Несмотря на недавнее сокращение глобальной площади выжженных территорий и, как следствие, уменьшение количества случаев пылевых событий после пожаров, общий объём глобальных выбросов пыли после пожаров увеличился на 77% за последние два десятилетия. Это увеличение общего объёма выбросов пыли после пожара объясняется усилением горения и деградации земель, вызванной пожаром, что приводит к увеличению интенсивности выбросов пыли после пожара на 155%. С учётом продолжающегося усиления экстремальных лесных пожаров и синхронизированных засух в условиях глобального потепления эти результаты указывают на растущую важность выбросов пыли после пожара на глобальном и региональном уровнях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-025-01730-3

Океаны становятся зеленее по направлению к полюсам и голубее в субтропиках. Чжао и др. (Zhao et al.) сообщают об измерениях цвета океана, проведённых со спутников в период с 2003 по 2022 гг., показывающих, что причиной этой тенденции является неравенство в содержании хлорофилла, что свидетельствует о глубоком сдвиге в распределении биомассы планктона. Этот сдвиг, который наиболее выражен в Северном полушарии, может каскадно перейти на более высокие трофические уровни и вызвать непредвиденные последствия для рыболовства и национальной экономики.

Хотя глобальное позеленение, связанное с изменением климата, хорошо задокументировано на суше, аналогичные тенденции в океане не были полностью выявлены. Используя спутниковые наблюдения за концентрацией хлорофилла в океане, авторы показали, что поверхность океана испытала позеленение в направлении полюса с 2003 по 2022 гг. В то же время субтропические регионы Северного полушария испытали снижение концентрации хлорофилла. Таким образом, широтное неравенство в концентрации хлорофилла, зафиксированное индексом неравенства, увеличивалось в течение последних двух десятилетий, особенно в Северном полушарии. Повышение температуры воды может в первую очередь влиять на тенденции концентрации хлорофилла. Растущее неравенство концентрации хлорофилла, отмеченное «более зелёными и более голубыми» водами, имеет потенциал каскадного перехода на более высокие трофические уровни, что будет иметь последствия для рыболовства и экономики прибрежных стран.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr9715

Пространственное и временное распределение осадков существенно влияет на жизнь людей. Хотя наборы данных реанализа предоставляют последовательную долгосрочную глобальную информацию об осадках, позволяющую исследовать опасности, вызванные ими, такие как крупномасштабные наводнения, им не хватает разрешения для захвата высокой пространственно-временной изменчивости осадков и учёта интенсивных локальных ливней. Здесь представлен spateGAN-ERA5, первый пространственно-временной даунскейлинг данных об осадках на основе глубокого обучения в глобальном масштабе. SpateGAN-ERA5 улучшает данные об осадках реанализа ERA5 с 24 км и 1 ч до 2 км и 10 мин, предоставляя поля осадков с высоким разрешением с реалистичными пространственно-временными структурами и точным распределением интенсивности дождя, включая экстремальные значения. Его вычислительная эффективность позволяет генерировать большой ансамбль решений, устраняя неопределённости, присущие проблемам масштабирования, и поддерживает практическую применимость в генерации данных об осадках высокого разрешения для произвольных периодов времени ERA5 и регионов по запросу. Обученный исключительно на данных из Германии и проверенный по данным в США и Австралии, с учётом разнообразного климата, включая тропические режимы осадков, spateGAN-ERA5 демонстрирует хорошее обобщение, что указывает на надёжную глобальную применимость. Он удовлетворяет критические потребности в данных об осадках высокого разрешения в гидрологических и метеорологических исследованиях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01103-y

Временные ряды ежедневных осадков демонстрируют прерывистые периоды высокой изменчивости, разделённые периодами отсутствия дождя, что создаёт проблемы для исправления количества прогнозируемых осадков. Для улучшения прогнозируемых изменений вероятностей наводнений и засух критически важно улучшить временные корреляции временных рядов осадков. В предыдущей работе был представлен метод коррекции временной изменчивости (Time Variability Correction, TVC), который количественно определял и исправлял ошибки временной изменчивости в различных масштабах. Это исследование расширяет TVC для постобработки прогнозов ежедневных осадков из 28 моделей проекта CMIP6 по Австралии, вводя новую процедуру корректировки среднего для устранения отрицательных значений осадков, гарантируя, что как среднее, так и изменчивость окончательного ряда будут соответствовать наблюдениям в исторический период обучения. Новый метод TVC-ma сохраняет прогнозируемое изменение каждой модели в ковариациях временной шкалы, и представленный анализ выявляет интересные различия между прогнозами CMIP6 изменений дисперсий, зависящих от временной шкалы. TVC-ma оценивается с использованием установки «исключить по одному» в качестве истинной модели. Результаты показывают, что в большинстве случаев TVC-ma значительно улучшает среднее значение, дисперсию, корреляции задержек и прогнозы климатических индексов, связанных с устойчивыми, сильными и низкими экстремальными осадками, по сравнению с результатами необработанных моделей. При применении к будущим прогнозам осадков для Австралии TVC-ma прогнозирует выраженное увеличение продолжительных засушливых периодов и максимальных однодневных и пятидневных сумм осадков в сценарии с высоким уровнем выбросов по сравнению со сценарием с низким уровнем выбросов. По сравнению с историческим периодом скорректированные прогнозы в сценарии с высоким уровнем выбросов показывают более сухие условия в некоторых частях Западной Австралии, большую изменчивость, более продолжительные последовательные сухие дни и увеличение многодневных экстремальных осадков в большинстве регионов континента.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-025-07731-7

Количество осадков в Арктике увеличивается в более тёплом мире, поскольку больше влаги доступно для конденсации. Это увеличение количества осадков и влаги является результатом как локального испарения с поверхности, так и удалённого переноса. Несмотря на продолжающиеся усилия, относительный вклад каждого источника влаги в будущее изменение количества осадков в Арктике остается неизвестным. Здесь используются новые эксперименты с атмосферными моделями для выделения вклада этих двух источников влаги в количество осадков в Арктике. В доиндустриальную эпоху удалённый перенос контролировал количество осадков в Арктике во все месяцы. К концу XXI века локальное испарение с поверхности станет всё более важным из-за локального потепления поверхности океана и потери морского льда. Фактически, увеличение количества осадков осенью и зимой в конце XXI века будет обусловлено этими локальными изменениями поверхности океана. Напротив, перенос влаги в конце XXI века, вызванный нелокальным потеплением поверхности океана, полностью объясняет увеличение количества осадков летом в конце XXI века. Кроме того, эти новые эксперименты показывают, что увеличение осадков в Арктике в конце XXI века напрямую обусловлено потеплением поверхности океана и потерей морского льда, что указывает на то, что не влажность с суши, а испарение с поверхности океана напрямую стимулирует это увеличение. Кроме того, этот экспериментальный проект позволяет понять и количественно оценить совместное влияние локального испарения с поверхности и удалённого переноса влаги. Это совместное влияние приводит к уменьшению количества осадков в Арктике в конце XXI века осенью и в начале зимы. В целом, эти результаты показывают, когда и где потепление поверхности океана и потеря морского льда влияют на будущее увеличение осадков в Арктике. 

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/13/JCLI-D-24-0359.1.xml

Урбанизация изменяет ландшафты и создаёт беспрецедентные проблемы устойчивости, требуя более интегративных подходов к городскому наблюдению. В этом обзоре синтезируются последние достижения в области традиционного дистанционного зондирования и новых технологий социального зондирования, подчёркивая их конвергенцию в городской науке. Систематический тематический анализ 667 рецензируемых статей подчёркивает методологический прогресс, практические приложения и теоретические инновации, возникающие в результате этой интеграции. Традиционное дистанционное зондирование эффективно фиксирует городские физические особенности, но не даёт представления о поведении человека. Напротив, социальное зондирование, используя цифровые следы из социальных сетей и мобильных данных, вводит существенные «человекоцентричные» измерения в городской мониторинг. Слияние этих дополнительных парадигм посредством передовой аналитики данных и мультимодальной интеграции привело к появлению преобразующих методологий, улучшающих структуры городской устойчивости, функциональное разграничение зон и реагирование на стихийные бедствия в режиме реального времени. Несмотря на значительный прогресс, интеграция сталкивается с постоянными проблемами, включая неоднородность данных, предвзятость репрезентативности, этические проблемы и ограничения масштабируемости. В отличие от предыдущих обзоров, в которых рассматривается ландшафт, в этой работе утверждается, что текущие усилия по интеграции остаются ad hoc* и технологически обусловленными, не имея объединяющей теории для городского управления в реальном времени. Чтобы устранить этот критический пробел, автор разработал и внедрил новую системную структуру для гибридных городских обсерваторий. Эта структура построена на социально-экологической основе и явно интегрирует технические компоненты с необходимым уровнем управления, продвигая как методологическую строгость, так и действенное руководство для этой области. Такая структура позволит использовать более целостный, отзывчивый и справедливый подход к городскому управлению и устойчивости.

*Ad hoc (дословно — «к этому») — латинская фраза, означающая «для данного случая», «специально для этого».
Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/17/12/2041

Урбанизация стала существенным фактором изменения окружающей среды, особенно влияющим на местный климат за счёт создания городских островов тепла. Городские острова тепла, характеризующиеся более высокими температурами в городских или столичных районах, чем в сельской местности, стали критически важным направлением исследований городского климата. Целью данного исследования является изучение пространственной и временной динамики как термических, так и вегетативных индексов в различных типах земельного покрова в Самсуне, Турция, с целью оценки их вклада в эффект городского острова тепла. В частности, были рассчитаны и оценены яркостная температура (brightness temperature, BT), температура поверхности земли (land surface temperature, LST), нормализованный относительный индекс растительности (normalized difference vegetation index, NDVI), нормализованный индекс дистанционного зондирования застройки (normalized difference built-up index, NDBI), индекс застройки (built-up index, BUI), индекс состояния окружающей среды (environmental condition index, ECI), интенсивность городского острова тепла (urban heat island intensity, SUHI) и индекс дисперсии городского теплового поля (urban thermal field variance index, UTFVI). Анализ использовал безоблачные снимки Landsat 8, полученные из Геологической службы США через платформу Google Earth Engine, с использованием среднего значения за один год для каждого пикселя с применением алгоритма маскировки облаков. Классификация землепользования и земельного покрова проводилась с использованием алгоритма случайного леса со спутниковыми композитными снимками, достигая общей точности 85% для 2014 года и 86% для 2023 года. В этом исследовании представлен подробный анализ влияния различных типов землепользования и покрова на температуру, растительность и структурные характеристики, раскрывая роль изменений в различных типах земель на эффект городского острова тепла. В классификации землепользования и земельного покрова водоёмы стабильно поддерживали низкие значения LST ниже 23°C в течение обоих лет, в то время как застроенные земли показали наибольшее повышение температуры, примерно с 25°C в 2014 году до более 31°C в 2023 году. Анализ также показал, что LST меняется в зависимости от размера и типа растительности, при этом средняя разница LST между всеми зелёными насаждениями и городскими территориями составляет в среднем 7–8°C, а в промышленных зонах разница достигает 12°C.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/712

Устранение причины межмодельного разброса в радиационном воздействии углекислого газа (CO₂) имеет важное значение для снижения неопределённости в оценках чувствительности климата. Недавние исследования показали, что большая часть этого разброса возникает из-за дисперсии в климатологии базового состояния модели, в частности спецификации стратосферной температуры, которая сама по себе играет доминирующую роль в определении величины воздействия CO₂. Авторы исследовали стратосферный озон (O₃₎ как причину межмодельных различий в стратосферной температуре и, следовательно, его роль как фактора, способствующего разбросу в радиационном воздействии CO₂. Была использована норвежская модель земной системы (NorESM2) для анализа влияния систематических увеличений и уменьшений содержания стратосферного O₃ на величину эффективного радиационного воздействия (effective radiative forcing, ERF) при 4xCO₂ и его компонентов. Было показано: во-первых, что точная оценка мгновенного радиационного воздействия (instantaneous radiative forcing, IRF) требует использования расчётов переноса излучения в модели-хозяине; во-вторых, что увеличение или уменьшение концентрации O₃ в стратосфере на 50% приводит к значительным различиям в температуре стратосферы в базовом состоянии, в диапазоне от +6 до −9 K соответственно. Эти эксперименты влияют на IRF в первую очередь из-за влияния температуры стратосферы в базовом состоянии на излучение исходящего длинноволнового излучения, при этом спектральное перекрытие CO₂ и O₃ играет вспомогательную роль. Однако влияние на IRF не приводит к соответственно большому разбросу ERF CO₂. Авторы пришли к выводу, что межмодельные различия в концентрации O₃ в стратосфере, таким образом, не являются основной причиной межмодельного разброса ERF CO₂.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/25/5683/2025/