Многослойные облака, состоящие из вертикально расположенных слоёв с различными микрофизическими характеристиками, представляют собой критическое, но сложное атмосферное явление, влияющее на результаты региональных и глобальных климатических моделей. Достижения в области методов наблюдения, в частности, применение вертикального профилирования влажности с высоким разрешением с помощью радиозондов, значительно расширили возможности обнаружения многослойных облаков. Многослойные облака широко распространены по всему миру, демонстрируя значительные региональные различия. Было проведено много исследований механизма формирования многослойных облаков, и данные наблюдений указывают на тесную связь между развитием многослойных облаков и подачей водяного пара, восходящим потоком, атмосферной циркуляцией, а также сдвигом ветра; однако единая и всеобъемлющая теоретическая структура для полного объяснения основного механизма ещё не создана. Кроме того, уникальная вертикальная структура многослойных облаков демонстрирует различные климатические эффекты по сравнению с однослойными облаками, влияя на результаты глобальных климатических моделей, регулируя процессы выпадения осадков и бюджеты лучистой энергии. В статье рассматривается прогресс в исследованиях, связанных с наблюдениями за многослойными облаками и их влиянием на климат, а также рассматриваются исследования, которые необходимо провести в будущем.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/692

Засухи, вызванные стоком, являются важной экологической проблемой в контексте глобального изменения климата, оказывая глубокое воздействие на экосистемы, сельское хозяйство и управление водными ресурсами. Для оценки влияния будущего изменения климата на гидрологическую реакцию водоразделов это исследование объединяет модели SWAT (инструмент оценки состояния почвы и воды) и MODFLOW (модель MODular groundwater FLOW) для прогнозирования будущих изменений стока и гидрологической засухи в водоразделах с использованием данных из двух сценариев в рамках 15 климатических моделей проекта CMIP6. Результаты показывают, что: (1) значения коэффициента детерминации R² и NSE (Nash efficiency coefficient) ежемесячного стока на станции Кайдзузи в бассейне реки Наоли превышают 0,60 в разные периоды; (2) ансамбль климатических моделей после скрининга может эффективно повысить точность моделирования стока и снизить неопределённость прогноза одной климатической модели; (3) при различных сценариях температура в целом повышается, осадки увеличиваются, а эвапотранспирация увеличивается при сценарии SSP2-4.5 и уменьшается при сценарии SSP5-8.5; (4) сток показал тенденцию к росту при сценарии SSP2-4.5 и противоположную тенденцию при сценарии SSP5-8.5; (5) частота засух зимнего стока в будущем периоде снизилась, в то время как частота весенних и летних засух увеличилась, причём тенденция изменения была более выражена при сценарии SSP5-8.5; (6) по сравнению с базовым периодом (1965–2014 гг.) при сценариях SSP2-4.5 и SSP5-8.5 среднегодовая температура на водосборе увеличилась на 1,89°C и 3,22°C соответственно, а годовое количество осадков увеличилось на 32% и 36,19% соответственно, но летний и осенний сток уменьшился; и (7) анализ модели SRI-3 показывает, что гидрологические засухи значительно усилятся при обоих будущих сценариях выбросов. В сценарии SSP5-8.5 засухи усилятся раньше, и резкое изменение произойдет раньше, в то время как в сценарии SSP2-4.5, хотя резкое изменение произойдет позже, интенсивность засухи будет выше. Критические переходные периоды засухи приходятся на 2030–2047 гг. (SSP5-8.5) и 2045–2055 гг. (SSP2-4.5). Это исследование даёт важную научную основу для адаптивного управления водными ресурсами и стратегий смягчения последствий засухи в водоразделах холодных регионов в будущих климатических сценариях.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/16/6/691

События Эль-Ниньо и Ла-Нинья контролируют большую часть межгодовой изменчивости климата Земли, влияя на температуру поверхности и осадки во всём мире. Несмотря на свою важность, то, как эти события будут меняться по мере потепления климата, до конца не изучено. Авторы использовали идеализированное моделирование атмосферы и океана для изучения Эль-Ниньо/Южного колебания (ЭНЮК) при равновесном парниковом потеплении. В более тёплом климате атмосфера переносит энергию более эффективно, сглаживая температурный градиент зоны Тихого океана и ослабляя циркуляцию Уокера. Поскольку эти зональные асимметрии являются источником нестабильности ЭНЮК, темпы его роста снижаются в более тёплом климате, что приводит к менее экстремальным событиям ЭНЮК. Кроме того, ослабление ЭНЮК приводит к меньшей асимметрии ЭНЮК, поэтому силы событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья становятся более схожими в более тёплом климате. Авторы интерпретируют эти результаты с помощью энергетического бюджета центрально-восточной экваториальной части Тихого океана.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GL113124

В Арктике наблюдаются значительное таяние морского льда и повышение температуры как основные индикаторы изменений климатической системы. Как суровое погодное явление, переносящее тепло и влагу из низких широт в высокие, атмосферные реки могут привести к значительной потере морского льда и потеплению в Арктике. Толщина морского льда применяется в этом исследовании для количественного изучения термодинамического и динамического воздействия атмосферных рек зимой с 2000 по 2020 гг. Атмосферные реки из Северной Атлантики и Северной части Тихого океана составляют 44% событий атмосферных рек и 40% потери морского льда, вызванных атмосферными реками. Процесс таяния, обусловленный атмосферными реками, происходит в три последовательных этапа. На этапе I тёплый влажный воздух, обусловленный аномалиями дипольной циркуляции перед атмосферной рекой, вызывает таяние морского льда, при этом тепловые эффекты составляют 53% для Северной Атлантики и 58% для Северной части Тихого океана. Стадия II начинается, когда атмосферная река входит в Арктику, и заканчивается, когда её перенос влаги ослабевает. Ранняя потеря морского льда обусловлена ​​динамикой ветра, в то время как продвижение к полюсу поднимает тёплый влажный воздух, образуя облака, усиливающие таяние термодинамически. На этой стадии наблюдается наиболее значительное таяние морского льда, в котором доминируют динамические эффекты для Северной Атлантики (59%) и термодинамические для Северной части Тихого океана (55%). На стадии III, по мере рассеивания влаги атмосферной реки, таяние морского льда продолжается около недели, в основном за счёт термодинамических эффектов. Сопровождаемая тремя вышеуказанными стадиями, аномалия антициклонической циркуляции на правой стороне, куда направляется атмосферная река, также может усиливать нисходящие потоки и растапливать многолетний лёд. Напротив, атмосферные реки тихоокеанского канала оказывают большее влияние на центральную Арктику, чем их атлантические аналоги, что предполагает обширную реакцию на изменчивость климата.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/12/JCLI-D-23-0509.1.xml

Холодные пятна широко известны как устойчивые холодные аномалии в верхнем океане субполярной Северной Атлантики, действующие в межгодовых временных масштабах. Хотя их движущие механизмы и связь с циркуляцией океана горячо обсуждались, их климатические эффекты ниже по течению на Евразию получили ограниченное внимание. В этом исследовании изучается возможное влияние событий холодных пятен субполярной Северной Атлантики на внутрисезонные климатические колебания на широтах Евразии в бореальное лето (июнь–август) на основе статистического анализа и численных экспериментов. Результаты показывают, что события холодных пятен могут эффективно модулировать климатические аномалии ниже по течению посредством атмосферных удалённых связей, вызывая внутрисезонный разворот температуры на уровне два метра над средними и высокими широтами Евразии. В частности, аномалии атмосферной циркуляции и осадков, связанные с холодными сгустками, вызывают волновой «поезд», который берёт начало в субполярной Северной Атлантике и Гренландии и распространяется через средние и высокие широты в восточную Евразию, что приводит к трипольной структуре температуры на уровне два метра над северной Евразией в июне. Затем, в августе, аномалии осадков и источники волн Россби меняются местами в Гренландии и Северной Атлантике, возможно, из-за локальной обратной связи холодных сгустков с атмосферой. Следовательно, внутрисезонная инверсия трипольной структуры температуры на уровне два метра также происходит в северной Евразии из-за распространения энергии волн Россби. Эти результаты предоставляют теоретическую основу для всестороннего понимания источников аномальных распределений температуры планетарного масштаба в Евразии.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/12/JCLI-D-24-0433.1.xml

Субсезонное прогнозирование арктического морского льда и связанных с ним атмосферных условий в сезон таяния остаётся сложным из-за ограниченного понимания его начальных условий. Это исследование интегрирует усвоение морского льда в связанную модель FGOALS-f2 с использованием ансамбля с локализованными ошибками подпространственного преобразования фильтра Калмана и проводит субсезонные прогнозы, начиная с 1 августа в течение 2004–2023 гг. Результаты показывают, что одновременная ассимиляция концентрации морского льда и его толщины значительно улучшает прогнозы морского льда на срок до двух месяцев, в то время как ассимиляция только толщины в первую очередь приносит пользу прогнозам опережения на один месяц. Усвоение толщины морского льда обеспечивает дополнительную прогностическую ценность для прогнозов температуры воздуха на поверхности за пределами усвоения только концентрации морского льда, эффективно расширяя атмосферное влияние начальных условий морского льда до двух месяцев. Это улучшение прогнозов температуры воздуха на поверхности в первую очередь объясняется более реалистичным представлением бюджета поверхностной энергии. Эти результаты показывают ключевую роль летней ассимиляции толщины морского льда для улучшения субсезонных прогнозов в Арктике и бросают вызов общепринятому мнению о том, что начальные условия влияют только на краткосрочные прогнозы. Это исследование подчёркивает необходимость лучшего представления взаимодействий льда и атмосферы в моделях и выступает за расширение возможностей наблюдения за летней толщиной морского льда для улучшения субсезонных прогнозов в Арктике и прилегающих регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41612-025-01050-8

Новая структура направлена ​​на то, чтобы лучше вооружить учёных, сообщества и лиц, принимающих решения, для характеристики данных и быстрого реагирования на пожары на границе лесных и городских территорий и их влияние на общественное здоровье.

Лесные пожары проникают в городскую среду с пугающей частотой, и они связаны с проблемами со здоровьем, начиная от респираторных заболеваний и заканчивая гипертонией и тревожностью. Изучение связей между лесными пожарами в этих районах и здоровьем является сложной задачей, поскольку дым и пепел от лесных пожаров содержат смесь химических веществ, поступивших из зданий, автомобилей и электроники, оставляя исследователей и сообщества со многими нерешёнными вопросами.

Баркоски и др. (Barkoski et al.) недавно опубликовали структуру GeoHealth для лесных пожаров на границе с городом, чтобы помочь исследователям быстро визуализировать связи между городскими лесными пожарами и результатами для здоровья, а также выявить пробелы в данных и будущие приоритеты исследований. Она также направлена ​​на улучшение координации между различными группами, работающими над поддержкой готовности к лесным пожарам, реагированием на них и восстановлением. Исследователи создали структуру на примере пожара Уолбридж 2020 года, в результате которого было уничтожено около 22 258 гектаров в округе Сонома, Калифорния. Этот пример помог им понять типы данных по геологии и здоровью, которые доступны и которые необходимы после лесного пожара на границе с городом.

Чтобы применить структуру, пользователи определяют вопрос, а затем сопоставляют различные факторы лесного пожара и здоровья и способы их связи. Например, они могут выбрать экологические факторы, предшествующие конкретному пожару, такие как землепользование и недавние погодные условия; характеристики пожара, включая его размер и виды сожжённых материалов; и факторы, повлиявшие на его распространение, такие как реакция пожарных, ветер и топография. Команда предлагает извлекать данные из таких источников, как Геологическая служба США, NASA, NOAA, EPA, электронные медицинские записи и общественные опросы.

Эти входные данные и известные и предполагаемые связи между ними помогают пользователям определить, какие загрязняющие вещества может генерировать пожар, как люди могут столкнуться с этими загрязняющими веществами (например, через воздух или питьевую воду), и как эти встречи могут повлиять на вероятность последствий для физического или психического здоровья.

Исследователи также отмечают, что структуру можно расширить и адаптировать для применения к новым исследовательским вопросам. Например, если исследователи хотят лучше понять, как воздействие лесных пожаров влияет на биологические механизмы заболеваний, они могут включить в структуру эпидемиологические, токсикологические и клинические исследования. Эти исследования могут включать более подробную информацию о том, как дым от лесных пожаров вредит здоровью, например, о вариантах генов, предрасполагающих людей к астме.
(GeoHealth, https://doi.org/10.1029/2025GH001380, 2025)

Ссылка: https://eos.org/research-spotlights/charting-a-path-from-fire-features-to-health-outcomes

Снежный покров является критическим фактором, контролирующим продуктивность растений, такую ​​как выживание, рост и биомасса, а также растительный покров в регионах с сезонным снегом (например, в регионах высоких широт и высокогорья), из-за его влияния на сроки и продолжительность вегетационного периода, эффект изоляции зимой и биотические и абиотические факторы окружающей среды. Поэтому ожидается, что изменения в снежном покрове, вызванные повышением температуры и сменой характера осадков, повлияют на продуктивность растений и растительный покров. Несмотря на быстрый рост числа работ по этой теме в последние десятилетия, по-прежнему не хватает исследований, которые количественно объясняют, как продуктивность растений и растительный покров реагируют на сдвиг в режиме снежного покрова в снежных регионах. Кроме того, ни одно комплексное исследование пока не оценивало количественно эти реакции в разных регионах, экосистемах и функциональных типах растений. Авторы провели метаанализ, синтезирующий данные 54 исследований, рассматривающих ситуации со снежным покровом, проведённых как в полевых, так и в лабораторных условиях в заснеженных регионах, чтобы определить, как продуктивность растений и растительный покров реагируют на уменьшение или увеличение снежного покрова. Полученные результаты показывают, что выживаемость растений, надземная биомасса и подземная биомасса значительно снижаются в ответ на уменьшение снежного покрова, причём показатели выживаемости снижаются сильнее всего. В ответ на увеличение снежного покрова выживаемость растений, рост, биомасса и растительный покров имеют тенденцию к увеличению, за исключением роста длины подземной части растений и биомассы, которые показали значительное снижение. Кроме того, количественный анализ реакций растений на изменения снежного покрова в разных регионах, экосистемах и функциональных типах растений показал, что холодные регионы с тонким снежным покровом, тундровые и лесные экосистемы, а также древесные виды особенно уязвимы к уменьшению снежного покрова. В целом, это исследование демонстрирует сильный контроль, который снежный покров оказывает на продуктивность растений, предоставляя информацию о динамике покрытых снегом экосистем в изменяющихся зимних климатических условиях.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s10584-025-03955-y

В отличие от глобального потепления, субполярная Северная Атлантика испытывала долгосрочное похолодание на протяжении всего ХХ века. В качестве гипотезы, было высказано предположение, что это похолодание, известное как североатлантический холодный «сгусток», возникает из-за снижения океанического переноса тепла к полюсам, связанного с замедлением атлантической меридиональной термохалинной циркуляции (АМТЦ). Здесь, диагностируя исторические расчёты с помощью нескольких связанных климатических моделей, авторы обнаружили, что перенос тепла океаном — это не единственный путь, по которому АМТЦ модулирует изменчивость температуры поверхности моря. Ослабленная АМТЦ также связана с более холодными и сухими нижними атмосферными условиями, что приводит к снижению поверхностного потепления, ожидаемого от увеличения количества удерживающих тепло газов за счёт снижения нисходящего длинноволнового излучения ясного неба на поверхности. Этот радиационный путь и океанические процессы в равной степени способствуют возникновению североатлантического холодного «сгустка». Эти результаты подчёркивают важность влияния АМТЦ на атмосферные свойства и их радиационные эффекты.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads1624

Оценки потоков метана (CH₄) из высокоширотных водно-болотных угодий Северной Америки остаются крайне неопределёнными по величине, сезонности и пространственному распределению. В этом исследовании авторы оценивают десятилетие (2007–2017 гг.) оценок потоков CH₄, сравнивая результаты 16 моделей, основанных на процессах, с атмосферными наблюдениями CH₄, собранными с башен наблюдения за атмосферой на месте по всей Канаде и США. Они сопоставляют результаты моделей, основанных на процессах Глобального углеродного проекта (Global Carbon Project, GCP), с оценками из модельного сравнения десятилетием ранее под названием The Wetland and Wetland CH₄ Intercomparison of Models Project (WETCHIMP). Анализ показывает, что текущие модели, основанные на процессах, имеют гораздо меньшую межмодельную неопределённость и среднюю величину, которая в 1,5 раза меньше по всей Канаде и Аляске. Более того, различия в величинах потоков между моделями GCP, скорее всего, обусловлены неопределённостями в количестве углерода в почве или пространственной протяжённости затопления, чем температурными отношениями, такими как факторы Q10. Кроме того, модели GCP не согласуются по времени и амплитуде сезонного цикла, и авторы обнаружили, что модели с сезонным пиком в июле и августе показывают наилучшее соответствие атмосферным наблюдениям. Модели, которые демонстрируют наилучшее соответствие атмосферным наблюдениям, также имеют схожее пространственное распределение; эти модели концентрируют потоки вблизи канадской низменности Гудзонова залива. В целом, текущие, самые современные модели, основанные на процессах, гораздо лучше согласуются с атмосферными наблюдениями, чем модели десятилетней давности, но анализ показывает, что всё ещё есть многочисленные возможности для улучшения.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2025/egusphere-2025-2150/