Понимание влияния изменения климата на водные ресурсы имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий адаптации. Авторы количественно оценивают «водные пробелы» или неустойчивое использование воды — дефицит, при котором спрос на воду превышает предложение, что приводит к её нехватке. Количественно оцениваются базовый и будущий водные пробелы, используя мультимодельный анализ, включающий два вероятных сценария будущего потепления. Базовый глобальный водный пробел составляет 457,9 км³/год, а прогнозы указывают на его увеличение на 26,5 км³/год (+5,8%) и 67,4 км³/год (+14,7%) при сценариях потепления на 1,5°C и 3°C соответственно. Эти прогнозы подчёркивают неравномерное воздействие уровней потепления на водные пробелы, указывая на необходимость постоянного смягчения последствий изменения климата для снижения нагрузки на водные ресурсы. Эти результаты также подчёркивают неравные потребности в адаптации между странами и бассейнами, на которые влияют различные сценарии потепления, с важными региональными различиями и погрешностями моделей, усложняющими будущие прогнозы. Для борьбы с растущим дефицитом воды, вызванным глобальным потеплением, необходимы надёжные стратегии управления водными ресурсами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56517-2

Потепление климата улучшило условия для роста бореальных лесов, однако судьба региона как поглотителя углерода надземной биомассы остаётся неопределённой. Высота леса является мощным предиктором его надземной биомассы, и доступ к пространственно детализированным соотношениям высоты и возраста может улучшить понимание динамики содержания углерода в этой экосистеме. Способность земли выращивать деревья, определяемая в лесном хозяйстве как индекс участка, была оценена путём анализа последних измерений высоты полога в сравнении с хронологической последовательностью возраста лесного насаждения, полученной из исторических спутниковых данных. Оценки высоты леса затем вычитались из прогнозируемого индекса участка для оценки потенциала роста высоты и возраста по всему региону. Россия, площадь которой составляла 73% области изменения лесов, имела сильные отклонения от ожидаемого модельного значения в 2,4–4,8 ± 3,8 м для 75-го и 90- го процентилей. Объединение спутниковых наблюдений выявило большое поглощение в растущих молодых лесах, если позволить им восстановиться после нарушения.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02006-9

Урбанизация значительно изменила форму городских территорий и природных ландшафтов, что привело к сложной городской морфологии. В 2012 году была предложена классификация локальных климатических зон (ЛКЗ) для решения этой проблемы, и с тех пор она широко применяется в исследованиях городского климата во всём мире. Тем не менее, литература по динамическому картированию городской морфологии остается скудной, что затрудняет изучение городского обновления из года в год. В этом исследовании авторы сравнили различные шкалы обучения, создав динамические карты городской морфологии с пространственным разрешением 100 метров, охватывающие период с 2000 по 2022 гг. в крупных китайских городах, на основе схемы ЛКЗ. Результаты демонстрируют сильную межгодовую согласованность, а точность картирования изменений городской морфологии в целом превышает 70%. Кроме того, полученные результаты демонстрируют хорошее соответствие другим наборам данных картирования ЛКЗ, более подходящим для текущей ситуации развития в Китае, и эффективно различают высоту и плотность зданий в разных типах ЛКЗ. Этот набор данных имеет значительный потенциал для улучшения мониторинга городской морфологии и продвижения исследований городского климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-04478-y

Быстрая урбанизация Джайпура (столицы индийского штата Раджастхан) глубоко изменила его городской климат, вызванный антропогенным потоком тепла (АПТ) и сдвигами в динамике поверхностной энергии. В этом исследовании задействованы методы дистанционного зондирования, использующие данные Landsat, для количественной оценки АПТ и оценки его влияния на климат города. Результаты раскрывают поразительный парадокс: несмотря на значительный рост АПТ с 127,31 Вт/м² в 1993 году до 201,82 Вт/м² в 2020 году, в Джайпуре наблюдается аномальный эффект городского острова прохлады в дневное время. При этом явлении окружающие залежные земли испытывают более высокие температуры поверхности, чем городское ядро, что бросает вызов типичному эффекту городского острова тепла, наблюдаемому в большинстве городов мира. Этот парадокс особенно ярко выражен в полузасушливых городских условиях, где такие факторы, как ограниченная растительность, засушливые условия и дефицит воды, замысловато формируют своеобразное тепловое поведение. Это исследование дополнительно подчёркивает роль расширения городов, при этом площадь застроенных территорий выросла с 11,95% в 1993 году до 19% в 2020 году, что усиливает АПТ. Примечательно, что скрытый тепловой поток был самым высоким в покрытых растительностью районах, это значительно снизило температуру поверхности за счёт содействия эвапотранспирации. Дневные температуры поверхности значительно выросли, при этом температуры варьировались от 26–46,9°C в 1993 году до 31–56,5°C в 2020 году, что указывает на общее увеличение интенсивности поверхностного тепла. Несмотря на эти увеличения, эффект городского острова прохлады остаётся наблюдаемым, что дополнительно иллюстрирует охлаждающий потенциал городской растительности. Это исследование предлагает новый взгляд на сложную динамику городской жары в полузасушливых городах, предлагая уточнённые перспективы стратегий смягчения последствий городской жары и адаптации к изменению климата, имеющие значение для будущего устойчивого городского планирования и управления окружающей средой.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/2/151

Аэрозоли оказывают значительное воздействие на региональный климат, что широко исследовалось с помощью численных экспериментов. Однако неопределённости моделируемого воздействия аэрозолей из-за длительного хаотического эффекта остаются неясными. Здесь предложен диагностический метод, основанный на использовании большого модельного ансамбля и алгоритме случайной выборки, чтобы раскрыть вызванные хаосом неопределённости в моделируемых климатических воздействиях аэрозолей, которые упускались из виду в предыдущих исследованиях. Принимая воздействие пыли на систему индийского летнего муссона в качестве демонстрации, авторы показывали, что, хотя пыль в целом последовательно усиливает крупномасштабную летнюю циркуляцию муссонов среди членов ансамбля, её воздействие на региональные системы, такие как муссонные депрессии, демонстрирует значительный хаотический эффект: моделируемое воздействие аэрозолей на осадки от отдельного члена ансамбля существенно различается, даже обратно пропорционально. С помощью количественного анализа демонстрируется, что величина этих хаотических эффектов уменьшается в соответствии с соотношением N^-½ с размером ансамбля N. Более того, представленные результаты показывают, что статистическое тестирование значимости само по себе может быть недостаточным для надёжной атрибуции воздействия пыли, поскольку даже небольшие ансамбли могут давать статистически значимые, но противоречивые результаты. Это исследование подчёркивает необходимость использования адекватных размеров ансамбля для охвата надёжного физического воздействия аэрозоля на региональный климат.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2024-4037/

Весенняя и летняя продуктивность растительности в Сибири демонстрирует противоположные реакции на более тёплую весну. Весеннее потепление вызывает чрезмерный рост растительности и более раннее начало фотосинтеза, повышая продуктивность весной. Однако это приводит к снижению продуктивности в следующем сезоне (т.е. летом) из-за истощения почвенной влаги. Чтобы понять, как исключительная весенняя волна тепла повлияла на поглощение углерода экосистемой, авторы исследовали пространственно-временной каскад валовой первичной продукции (gross primary production, GPP) и множественные климатические переменные над Сибирью в 2020 году, используя спутниковый продукт GPP (GOSIF-GPP) и набор данных реанализа ERA5-Land за 2001–2020 гг. Результаты показали положительное влияние аномального весеннего потепления на годовую GPP (GPP_ann). GPP_ann из GOSIF-GPP в Западной Сибири (55°–70° с.ш., 50°–90° в.д.) была увеличена на 10% по сравнению со средним показателем 2001–2019 гг., несмотря на продолжающиеся засушливые условия с мая по август. В Восточной Сибири (55–70° с.ш., 90–130° в.д.) увеличение GPP в мае и июне было достаточным, чтобы компенсировать её заметное снижение в июле из-за отрицательной аномалии в радиации. Кроме того, более высокая чувствительность GPP_ann к весенней температуре в Западной Сибири, чем в Восточной Сибири, предполагает, что увеличение GPP в сочетании с сильным потеплением и соответствующим чрезмерным ростом растительности может быть более выраженным в западном регионе, как это наблюдалось в 2020 г. Эти результаты показывают, что тенденция к потеплению весной в сочетании с возможными экстремальными тепловыми явлениями может повысить годовое поглощение углерода в Сибири, особенно в Западной Сибири. Кроме того, это исследование случая экстремальной волны тепла, который произошёл в 2020 г., может дать полезную информацию для понимания будущих изменений в поглощении углерода в Сибири.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2024JG008487

Важнейшая роль осадков как основного фактора наземного водного цикла хорошо известна. Однако количественная оценка трансформации суточных осадков в накопление воды на суше (НВС) остаётся проблемой. Авторы решают эту проблему, вводя количественную метрику, среднюю суточную долю осадков, трансформированную в НВС, обеспечивая важный прогресс в его динамике, используя усовершенствованный метод статистической реконструкции и данные со спутников Gravity Recovery and Climate Experiment и их последующей миссии. Это исследование показывает, что примерно 64% осадков на суше вносят вклад в НВС в 121 речном бассейне мира с 2002 по 2021 гг., при этом наблюдаются очевидные изменения в различных климатических и географических регионах. Эти результаты углубляют понимание сложных взаимодействий между осадками, процессами на поверхности суши и изменением климата, предлагая ценные выводы для будущего управления водными ресурсами и гидрологического моделирования.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01967-7

Понимание динамики городской растительности и её влияния на смягчение городской жары имеет важное значение для руководства устойчивым городским развитием. Анализируя данные EVI (Enhanced Vegetation Index - усовершенствованный вегетационный индекс) высокого разрешения из 11 235 городских районов по всему миру, авторы обнаружили, что почти половина городской растительности побуревает и около 41% зеленеет. Доля озеленения городской растительности неравномерно распределена между глобальными Югом и Севером (36,77% против 45,65% соответственно). Хотя площади озеленения меньше, чем площади побурения, они значительно охлаждают города, что делает их жизненно важными для смягчения жары. Исследование показывает, что осаждение азота и вызванные урбанизацией изменения растительности различаются в разных регионах, что имеет значение для развития устойчивости городского климата. Эти результаты подчёркивают необходимость целенаправленной политики городского озеленения и важность включения управления растительностью в глобальные климатические стратегии.

Городская растительность обеспечивает основные экосистемные услуги и выгоды для поддержки биоразнообразия и благополучия людей в городских районах. Однако динамические тенденции, движущие факторы и их влияние на смягчение городского тепла в глобальном масштабе остаются в значительной степени неясными. Здесь авторы использовали набор данных усовершенствованного индекса растительности EVI с высоким разрешением для изучения динамики растительности в 11 235 городских районах по всему миру, выявления движущих факторов, лежащих в основе её изменений, и оценки потенциальных преимуществ этих изменений для смягчения городского тепла. Обнаружено, что 40,75% городских территорий (1,51 Мга) продемонстрировали тенденцию к озеленению (демонстрируя увеличение EVI), в отличие от 49,60% городских территорий, показывающих побурение (снижение EVI). Примечательно, что городские центры как в развитых, так и в развивающихся странах вносят свой вклад в эту тенденцию к озеленению. Тем не менее, авторы обнаружили значительные пространственные различия в этой тенденции к озеленению, при этом города на Глобальном Севере демонстрируют более высокие коэффициенты озеленения, чем города на Глобальном Юге. Движущие факторы тенденции изменения городской растительности приводят к значительной дифференциации в городских районах и вокруг них. Быстрый рост интенсивности урбанизации и негативные последствия осаждения азота являются доминирующими факторами, приводящими к побурению растительности на городских перифериях. Однако осаждение азота и интенсивность урбанизации показали положительное влияние на озеленение растительности в городских центрах. Важно отметить, что по сравнению с территориями с побурением растительности или отсутствием существенных изменений, территории с озеленением растительности имеют более значительный охлаждающий эффект, потенциально смягчая эффект городского острова тепла, особенно в летнее дневное время. Выводы авторов подчёркивают важность усиления озеленения городской растительности для содействия справедливому развитию городов и обеспечения эффективного смягчения последствий изменения климата.

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2417179122

Смягчение рисков, связанных с изменением климата, обычно решается с помощью анализа затрат и выгод, оценивающего стратегии смягчения по широкому спектру моделируемых сценариев и определяющего статичную политику для реализации без учёта будущих наблюдений. Из-за существенной неопределённости, присущей климатическим прогнозам, эта определённая политика, вероятно, будет неоптимальной по отношению к фактическому изменению климата в его развитии во времени. В этой работе авторы формулируют управление климатическими рисками как динамическую проблему принятия решений на основе марковских процессов (Markov Decision Processes, MDP) и частично наблюдаемых MDP, принимая во внимание данные в реальном времени для оценки меняющихся условий и связанных с ними неопределённостей модели, чтобы выбрать наилучшие возможные действия жизненного цикла во времени с глобальными гарантиями оптимальности для сформулированной задачи оптимизации. Структура разработана для приложений прибрежной адаптации с учётом широкого спектра возможных способов действий, включая различные формы природной инфраструктуры. В обзор также включены соответствующие экологические последствия выбросов и поглощения углерода, а также обсуждаются социальные издержки последствий выбросов углерода, а также несколько будущих направлений и поддерживаемых функций.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-024-55679-9

Информирование и вовлечение всех субъектов в земельном секторе, включая землевладельцев и управляющих, исследователей, политиков и граждан, в наиболее эффективные устойчивые решения на основе земельных ресурсов и изменения поведения является ключевой стратегией для достижения целей по адаптации и смягчению последствий изменения климата на глобальном уровне, а также на уровне ЕС и местном уровне. Одним из необходимых условий для поддержки субъектов в земельном секторе является предоставление им общедоступной, надёжной и готовой к использованию информации, связанной с реализацией решений по адаптации и смягчению последствий на основе земельных ресурсов (Land-based Adaptation and Mitigation Solutions, LAMS). Здесь представлен каталог LAMS, набор значимой количественной и качественной информации о 60 решениях, характеризующихся в соответствии с набором спецификаций (например, потенциал смягчения и адаптации, стоимость реализации, факторы пригодности, синергия и компромиссы, движущие силы и барьеры для реализации). Каталог предлагает надёжный, научно обоснованный инструмент, полезный для различных потребностей пользователей, включая ценные ссылки для получения количественных данных, зависящих от контекста, для моделирования и оценки эффективности решений с течением времени с использованием инструментов моделирования, таких как модели комплексной оценки в любом масштабе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-04484-0