Нарушения в лесных хозяйствах могут привести к изменению растительного покрова бореальной зоны от преимущественно вечнозелёных к лиственным деревьям или доминированию нелесных видов. Это, в свою очередь, влияет на свойства поверхности и, возможно, на региональный климат. Точное рассмотрение таких изменений в будущих прогнозах динамики растительности в условиях изменения климата имеет решающее значение, но затруднено, например, неопределённостями в будущих режимах возмущений.

Авторы исследуют, насколько чувствительны будущие прогнозы динамики бореальных лесов к дополнительным изменениям в режимах нарушений. Использована динамическая модель растительности LPJ-GUESS для исследования и выявления последствий изменения климата и усиления режимов возмущения в будущих прогнозах бореального растительного покрова, а также изменений свойств поверхности Земли, таких как альбедо и суммарное испарение. Это моделирование показало, что потепление само по себе приводит к сдвигу в сторону более густых лесных ландшафтов, а более интенсивные нарушения сокращают древесный покров в пользу кустарников и трав, в то время как взаимодействие между климатом и нарушениями приводит к расширению ареала лиственных деревьев. Результаты дополнительно показывают, что потепление снижает альбедо и увеличивает суммарное испарение, в то время как более интенсивные возмущения имеют противоположный эффект, потенциально компенсируя климатические воздействия. Таким образом, потепление и нарушения климата являются сравнительно важными факторами изменений в бореальных лесах. Полученные результаты указывают на то, что будущие режимы возмущений станут ключевым источником неопределённости модели и что необходимо учитывать эффекты, вызванные возмущениями, на состав растительности и обратную связь между поверхностью Земли и атмосферой.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2024/egusphere-2024-1028/

Частые засухи усугубили возникновение лесных пожаров и привели к значительным потерям наземных экосистем. Однако наше понимание сложных явлений засухи и лесных пожаров, включая горячие точки, пространственно-временные закономерности, тенденции и их влияние на глобальный рост растительности, остаётся неясным. Используя спутниковые данные о запасах воды на суше, выжженных площадях и валовой первичной продукции за период с 2002 по 2020 гг., авторы выявили положительную корреляцию между засухами и лесными пожарами и нанесли на карту глобальные закономерности сложных явлений засухи и лесных пожаров. Примерно на 38,6% растительных площадей по всему миру наблюдался рост вероятности возникновения сложных явлений засухи и лесных пожаров (< 0,016 событий/10 лет). Эта тенденция к увеличению пространственно асимметрична, и большее усиление наблюдается в Северном полушарии из-за частых засух. Более того, сокращение валовой первичной продукции, вызванное совокупными явлениями засухи и лесных пожаров, более чем в два раза выше, чем сокращение, вызванное изолированными засухами. Эти результаты определяют горячие точки для сложных явлений засухи и лесных пожаров и предлагают количественные доказательства их большего воздействия на экосистемы, помогая в оценке рисков сложных событий и реализации будущих климатических действий.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01406-7

Температура поверхности моря (ТПМ) и температура воздуха у поверхности моря (ТВПМ) обычно используются в качестве косвенных показателей для изучения воздействия изменения климата на океаны. Эти переменные выросли с доиндустриальных времен, и ожидается, что потепление продолжится и в будущем в рамках всех общих социально-экономических путей (SSP). Однако растут они пространственно неоднородно, даже с некоторыми пятнами похолодания. В этой работе авторы дают общий обзор регионального масштабирования ТПМ и ТВПМ с учётом глобального потепления на основе ансамбля CMIP6 из 26 участников. Они используют уровень глобального потепления (УГП) в качестве критерия изменения климата для анализа моделей масштабирования между аномалиями температуры моря и соответствующими УГП в XXI веке. Этот анализ проводится на глобальном, региональном и на сеточном уровнях. Результаты показывают, что ТПМ и ТВПМ масштабируются линейно с УГП в глобальном масштабе с коэффициентами масштабирования β = 0,71 ± 0,001 К/К и β = 0,86 ± 0,001 К/К соответственно. Эти результаты являются надёжными и показывают лишь незначительные различия между сезонами, SSP и горизонтальным разрешением модели. Однако в региональном масштабе возникают большие различия, и на масштабирование двух температур сильно влияет морской лёд. Самые низкие значения получены для региона Южного океана β = 0,54 ± 0,005 К/К, что предполагает, что среднее значение ТПМ будет увеличиваться лишь вдвое быстрее, чем средняя глобальная температура. Эти результаты дают ценную информацию для уточнения эталонных регионов океана МГЭИК с учётом пространственной однородности с точки зрения региональной реакции на глобальное потепление. Было предложено уточнить шесть эталонных регионов океана.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07218-x

Традиционный метод определения высот городских зданий включает использование алгоритмов плотного сопоставления стереоизображений для создания цифровой модели поверхности. Однако для городских зданий проблема неравномерности, которая мешает алгоритму плотного сопоставления, делает отметки уровней высотных зданий и прилегающих территорий неточными. Затенение, вызванное деревьями в зелёных насаждениях, затрудняет точное определение высоты грунта вокруг здания. Для решения этих проблем представлен метод извлечения высоты из стереоизображений Gaofen-7, улучшенных сопоставлением контуров. Во-первых, был предложен алгоритм сопоставления контуров для извлечения точной высоты крыши здания из изображений Gaofen-7. Во-вторых, в цифровой модели поверхности был использован алгоритм фильтрации грунта для создания цифровой модели рельефа, из которой можно извлечь высоту рельефа местности. Разница между высотой крыши и высотой грунта представляет собой высоту здания. Представленный метод был проверен в Индэ, Гуанчжоу, провинция Гуандун, и Сиане, провинция Шэньси. Результаты экспериментов показывают, что предлагаемый метод превосходит существующие методы определения высоты здания по точности.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2072-4292/16/9/1556

В то время как всё больше публикаций, демонстрирующих прямое и косвенное воздействие изменения климата, фокусируется на здоровье, возможности и готовность систем здравоохранения справиться с этими последствиями рассматриваются реже. Авторы провели систематический анализ рецензируемой и серой литературы, чтобы оценить текущую и прогнозируемую способность систем здравоохранения справляться с изменением климата. Данные из 129 источников включали публикации, посвящённые семи темам: рабочая сила, инструменты и структуры, инфраструктура и городское планирование, коммуникация, пиковый потенциал и возросшая системная нагрузка, перебои в обслуживании и финансовые затраты. Публикации были склонны к освещению на высоком уровне острых стихийных бедствий, особенно в странах Глобального Севера. Нерецензируемая литература, такая как документы по политике и планированию, которые могут дать дополнительную информацию о готовности, была недостаточно представлена ​​и могла бы стать особенностью исследований следующего поколения. Системы здравоохранения должны быть готовы к будущему посредством эффективной политики, адекватно подготовленной рабочей силы и перепроектированной инфраструктуры, чтобы справиться с растущим бременем изменения климата.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-01994-4

Снег является индикатором изменения климата. Его вариации могут влиять на поверхностную энергию, водный баланс и атмосферную циркуляцию, обеспечивая важную обратную связь по изменению климата. В Евразии отсутствует оценка пространственных характеристик данных о снеге из нескольких источников, а эти данные демонстрируют высокую пространственную изменчивость и другие различия. Поэтому в этом исследовании используются данные, полученные из Global Historical Climatology Network Daily (GHCND) с 1980 по 2018 гг., а также информация о высоте снежного покрова от ERA5, MERRA2 и GlobSnow. Анализируются пространственно-временные характеристики вариаций и основные пространственные режимы сезонных изменений толщины снежного покрова. Результаты показывают, что глубина снежного покрова по данным GlobSnow ближе к измеренным данным, а данные ERA5_Land и MERRA2 завышены. Годовые изменения глубины снежного покрова соответствуют сезонным колебаниям зимой и весной, с тенденцией к увеличению в горах Центральной Азии и Сибири и к уменьшению на большей части остальной части Евразии. Преобладающими структурами глубины снега поздней осенью, зимой и весной являются дипольные структуры с севера на юг, а летом наблюдается общая последовательность.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2073-4433/15/5/530

В ХХ веке темпы утраты биоразнообразия были достаточно высокими, чтобы квалифицироваться как шестое массовое вымирание. Изменение климата в настоящее время ещё больше угрожает видам и экосистемным услугам. Перейра и др. (Pereira et al.) спрогнозировали изменения как в утрате биоразнообразия, так и в экосистемных услугах к 2050 году и сравнили их с изменениями с 1900 по 2015 гг., объединив результаты 13 различных моделей. Ожидается, что в рамках трёх общих социально-экономических сценариев темпы сокращения биоразнообразия в результате изменения землепользования будут ниже, чем в ХХ веке, но намного выше, если принять во внимание изменение климата. Ожидается, что предоставление экосистемных услуг (т.е. материалов) увеличится, а регулирующие услуги (например, опыление) снизятся согласно большинству сценариев. Результаты зависят от сценария, это позволяет предположить, что политика может изменить ситуацию. 

На основе обширного взаимного сравнения моделей авторы оценили тенденции в области биоразнообразия и экосистемных услуг на основе исторических реконструкций и будущих сценариев землепользования и изменения климата. Согласно оценкам по ряду показателей, в течение ХХ века биоразнообразие во всём мире сократилось на 2–11%. Предоставление экосистемных услуг увеличилось в несколько раз, а регулирующих услуг умеренно снизилось. В дальнейшем политика устойчивого развития потенциально может замедлить утрату биоразнообразия в результате изменений в землепользовании и спроса на предоставление услуг, одновременно сокращая или обращая вспять спад в сфере регулирования услуг. Однако негативное воздействие изменения климата на биоразнообразие, по-видимому, будет увеличиваться, особенно в сценариях с более высокими выбросами. Представленная оценка выявляет сохраняющиеся неопределённости моделирования, но также убедительно показывает, что необходимы новые политические усилия для достижения целей Конвенции о биологическом разнообразии.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adn3441

Климатические снимки показывают, что уровень углекислого газа в древний тёплый период был на удивление скромным.

 ВЕНА — Образцам жуткого синего ледникового льда из Антарктиды ошеломляющий возраст — 6 миллионов лет, объявили учёные на прошлой неделе, что вдвое превышает предыдущий рекорд для старейшего льда на Земле. Лёд открывает новое окно в древний климат Земли, но это не совсем то, чего ожидали учёные.

Пузырьки воздуха были пойманы во льду из эпохи плиоцена, времени до ледниковых периодов, когда планета была на несколько градусов теплее, чем сегодня, а уровни углекислого газа (CO₂), возможно, были такими же высокими, как и сейчас. Но первоначальный анализ пузырьков показывает, что уровни CO₂ были довольно низкими в позднем плиоцене и лишь слегка опустились между 2,7 миллионами и одним миллионом лет назад, когда плиоцен закончился, начались ледниковые периоды, и на Земле начал резко изменяться климат, вызывая ледниковые периоды, с возрастом ставшие длиннее и глубже.

Результаты являются предварительными, подчёркивает Эд Брук (Ed Brook), геохимик из Университета штата Орегон (OSU) и руководитель Центра исследования старейшего льда США (COLDEX), представивший своё открытие на прошлой неделе здесь, на многочисленных выступлениях на Генеральной ассамблее Европейского геофизического союза. Но если даже небольшое снижение выбросов CO₂ может спровоцировать серьёзное изменение климата, добавляет Брук, «вы знаете, вероятно, нас это волнует».

 Найти такой старый лёд – это «фантастика», говорит Эрик Вольф (Eric Wolff), палеоклиматолог из Кембриджского университета, не участвовавший в этой работе. Климатические данные в самых старых образцах льда — возрастом от трёх до шести миллионов лет — могли быть искажены, когда лёд взаимодействовал с коренной породой. Но более молодые образцы предлагают беспрецедентный набор климатических снимков древнего мира, добавляет Вольф. «Нет ничего более простого, чем взять пузырёк, открыть его и поместить прямо в масс-спектрометр».

 Большинство учёных-бурильщиков ориентируются на лёд в глубоких недрах Антарктики, где снег накапливается год за годом и под действием собственного веса сжимается в аккуратные слои льда, которые сохраняют непрерывный архив древних пузырьков воздуха. Но возраст самого старого из этих непрерывных кернов, эксгумированного в 2004 году, оценивается в 800 000 лет.

 Брук считал, что так называемый «голубой лёд» может дать шанс вернуться в прошлое. В 2010 году он и его коллеги начали бурение вблизи горной полосы вдоль побережья Антарктики под названием Аллан-Хиллз, где глубокий старый лёд из внутренних частей континента течёт по коренной породе и выбивается на поверхность. Более молодые слои разрушаются на поверхности, обнажая более глубокие и старые слои, которые часто бывают складчатыми. Это смешивает хронологию льда: самые старые слои не всегда самые глубокие. Если сплошные ледяные керны похожи на книги, то голубые ледяные керны представляют собой главы без названий, представленные не по порядку, с пропущенными строками.

 В 2019 году команда COLDEX сообщила о льде возрастом 2,7 миллиона лет, включая анализ парниковых газов в пузырьках воздуха возрастом 1,5 миллиона лет. Теперь команда COLDEX вернулась в Аллан-Хиллз и нашла ещё более старый лёд.

Чтобы датировать лёд, Сара Шеклтон (Sarah Shackleton), палеоклиматолог из Океанографического института Вудс-Хоул, и её коллеги из Принстонского университета проанализировали изотопы аргона, содержащиеся в пузырьках воздуха. Но этот метод потребляет много льда, и для других анализов того же слоя льда остаётся мало стандартного 8-сантиметрового керна. На данный момент команда пробурила лишь небольшие керны льда возрастом 6 миллионов лет, поэтому им известен только его возраст, говорит Брук. Следующим австралийским летом они возвращаются в Антарктиду, чтобы собрать более крупные образцы.

Но в прошлом сезоне Бруку и его коллегам удалось пробурить ледяные керны гигантских размеров возрастом около 3 миллионов лет. Эти керны шириной с обеденную тарелку дали сотни образцов древнего воздуха, включая первый в истории плиоцен, который закончился около 2,6 миллионов лет назад с началом ледникового периода. «Это уникальный снимок», — говорит палеоклиматолог Хубертус Фишер (Hubertus Fischer) из Бернского университета, который не принимал участия в работе.

Учёные считают, что высокий уровень CO₂ был ответственен за тепло в плиоцене. Косвенные данные из кернов отложений, такие как химический состав оболочек крошечных морских водорослей и воска листьев растений, позволяют предположить, что уровень CO₂, вероятно, был примерно таким же, как сегодняшний неестественно повышенный уровень, 425 частей на миллион (ppm). Но ни в одном образце голубого льда старше одного миллиона лет он не превышал 300 частей на миллион, говорит Джулия Маркс Петерсон (Julia Marks Peterson), палеоклиматолог из OSU, которая проводила анализ парниковых газов.

 Данные о парниковых газах также поднимают вопросы о загадочном изменении климата, которое началось около 1,2 миллиона лет назад. В это время что-то заставило ледниковые периоды стать более длительными и интенсивными, простираясь от умеренных 40 000-летних циклов до более глубоких 100 000-летних циклов. Основная теория этого поворота заключается в том, что уровень CO₂ упал, что позволило ледяным щитам стать слишком толстыми, чтобы таять в течение 40 000-летнего цикла. Новые климатические данные, основанные на следах, сохранившихся в кернах отложений, опубликованные в феврале, подтверждают эту картину. Но снимки перехода, обнаруженные в голубом льду, показывают, что уровень CO2 оставался стабильным между 220 и 250 ppm. «Мы не видим особых изменений в уровне выбросов CO₂», — говорит Маркс Петерсон. «Это не значит, что его не было. Но оно может оказаться меньше, чем мы ожидали».

 Чтобы выяснить, что на самом деле вызвало сдвиг ледникового периода, исследователям нужны непрерывные керны, охватывающие этот переход. Обнаружение такого керна «является своего рода Святым Граалем для понимания того, был ли CO₂ частью этих изменений», — говорит Вольф.

 Только нетронутый лёд из недр Антарктики может дать такой аккуратный, сплошной керн. Научные группы из США, Европы, Австралии, Японии, Южной Кореи, Китая и России работают над его поиском. Европейцы продвинулись дальше всех. В 2022 году они начали бурить вблизи того места, где нашли ядро ​​возрастом 800 000 лет. В прошлом полевом сезоне они залезли под лёд примерно на 1,8 километра, говорит Фишер, входящий в европейскую команду. Следующим летом в Антарктике они планируют преодолеть 2,7 километра, надеясь, получить свой древний керн.

 Но мало кто думает, что в центре континента находится сплошной лёд возрастом намного старше 1,5 миллионов лет. «У вас определённо не будет многих миллионов лет», — говорит Фишер. Это означает, что более тёплый плиоценовый климат – и его ключ к нашему потеплению в будущем – будет единственным заповедником отложений голубого льда.

 Уже одно это делает этот голубой лёд особенным, говорит Маркс Петерсон. «Очень редко можно быть исследователем ледяных кернов, изучающим плиоцен».

Ссылка: https://www.science.org/content/article/oldest-ever-ice-offers-glimpse-earth-ice-ages 

Гидрологический цикл оказывает большое воздействие на солёность и циркуляцию океана, циклы углерода и азота, а также на экосистему. Предыдущие исследования показали, что в условиях антропогенного глобального потепления интенсификация гидрологического цикла является устойчивой особенностью. Однако неизвестно, сохранится ли эта тенденция в тепличном климате. Авторы показывают с помощью климатических моделей, что среднее количество осадков сначала увеличивается с повышением температуры поверхности, но тенденция осадков меняется на противоположную, когда температура поверхности превышает ~320–330 К. Это немонотонное явление устойчиво к причине потепления, схеме конвекции, динамике океана, атмосферной массе, вращению планет, гравитации и звёздному спектру. Ослабление происходит из-за существования верхнего ограничения уходящего длинноволнового излучения и непрерывно увеличивающегося коротковолнового поглощения H₂O и согласуется с динамикой атмосферы, характеризующейся большим усилением атмосферной стратификации и заметным уменьшением конвективного потока массы. Эти результаты имеют большое значение для эволюции климата Земли, Венеры и потенциально обитаемых экзопланет.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado2515

В быстро развивающейся горной криосфере снежные лавины угрожают средствам существования, населённым пунктам и инфраструктуре. В этом обзоре авторы анализируют прошлые и прогнозируемые воздействия изменения климата на лавинную активность и связанные с ней риски. Ограниченная доступность полных наборов данных, потенциально мешающие факторы и ограничения статистических подходов могут затруднить выявление тенденций лавинной активности. Однако имеющиеся данные указывают на общее уменьшение числа, размеров, сезонности и путей активности лавин на небольших высотах, а также на увеличение доли мокрых лавин по сравнению с сухими. Увеличение числа снегопадов на больших высотах может привести к пикам лавинной активности и увеличению числа мокрых и похожих на слякоть лавин. В условиях продолжающегося потепления характер активности постепенно смещается снизу вверх. Эти изменения влияют на лавинный риск; однако на риск также влияют такие факторы, как землепользование и рост или упадок населённых пунктов. Влияние этих факторов варьируется в зависимости от горной среды, поэтому сложно предсказать, как будет развиваться риск в условиях изменения климата. Таким образом, будущие исследования должны быть направлены на объединение улучшенного системного понимания воздействия этих факторов с прогнозами лавинной опасности и рисков в масштабе склонов для поддержки устойчивого развития гор и стратегий адаптации.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43017-024-00540-2