Понимание влияния «голубого» Северного Ледовитого океана на будущий климат требует скоординированных усилий по изучению прошлых тёплых периодов Земли с использованием различных классических и передовых методов.

Арктика переживает самые быстрые изменения климата на Земле, поскольку средние температуры там растут в четыре раза быстрее, чем на остальной планете. Критически важно, что среди многих экологических последствий этого потепления Северный Ледовитый океан движется к «голубому» состоянию, а это означает, что он всё больше освобождается ото льда в летние месяцы.

Этот сдвиг вызывает серьёзные опасения относительно будущего региона. Например, коренные народы Арктики в значительной степени зависят от стабильных ледовых условий для традиционной охоты, рыболовства и путешествий. По мере исчезновения льда эти виды деятельности становятся более опасными или невозможными, угрожая продовольственной безопасности, культурным практикам и передаче традиционных знаний. Глобальное геополитическое и экономическое давление также будет расти по мере открытия новых судоходных путей, получения ранее недоступных ресурсов для добычи и усиления международной конкуренции за эти ресурсы.

Однако в настоящее время учёные пытаются предсказать, как свободная ото льда Арктика отреагирует на более тёплый глобальный климат и усилит его. Отсутствие чётких климатических прогнозов для региона во многом обусловлено нехваткой ключевых геологических данных, описывающих прежние климатические условия и то, как Арктика реагировала на прошлые изменения, а также трудностями в интерпретации имеющихся у нас данных. Понимание этих данных необходимо для понимания того, как Арктика будет развиваться в ближайшие десятилетия.

Глубоководные осадочные керны предоставляют одни из лучших доступных архивов из Северного Ледовитого океана. Эти керны, пробуренные и собранные с участков по всему региону, содержат осадки, отложившиеся за сотни тысяч лет, которые дают подсказки о прошлых температурах океана, морском льде и ледяных щитах, а также изменениях циркуляции океана. Чтобы получить представление конкретно о том, как Арктика может отреагировать на будущее потепление — и более широкие последствия для планеты — учёные сосредотачиваются на прошлых «парниковых» состояниях, когда климат Земли был теплее, чем сегодня, например, на последнем межледниковье, около 130 000 лет назад.

Однако реконструкция тёплого климата прошлого по записям глубоководных кернов является сложной задачей, особенно потому, что хронологию осадков Северного Ледовитого океана установить сложно. Отсутствие биологических останков и растворение карбоната кальция в этих отложениях усложняют попытки определить их возраст (т.е. их хроностратиграфию). Кроме того, использование различных методов датирования и неопределённости относительно скоростей осадконакопления привели к противоречивым интерпретациям записей кернов и помешали разработке надёжной временной шкалы для истории климата Арктики [например, Stein et al., 2025].

Недавние достижения в исследованиях подняли вопросы о точности ранее опубликованных возрастов осадков Северного Ледовитого океана. Эти разработки также выявили сохраняющиеся неопределённости и необходимость понимания возможностей и ограничений различных инструментов датирования. Без этого понимания будет трудно с уверенностью идентифицировать и детализировать прошлые парниковые климаты, что, в свою очередь, ограничит способность применять знания об этих прошлых условиях для информирования климатических моделей.

Стратиграфический инструментарий Северного Ледовитого океана

Осенью 2024 года более 40 учёных собрались на конференции ArcSTRAT в Тромсё, Норвегия, чтобы обсудить последние исследования и то, как имеющиеся методы могут быть наилучшим образом использованы для разработки надёжной хроностратиграфической структуры или возрастной модели для арктических отложений. Дополнительные цели заключались в содействии общему пониманию истории климата региона и улучшении способности предоставлять точные данные разработчикам климатических моделей.

Ключевой проблемой при изучении палеоклимата Арктики является то, что скорости океанического осадконакопления обычно низкие по всему региону. Фактически, центральная часть Северного Ледовитого океана является одной из самых медленно аккумулирующих морских осадочных сред в мире из-за ограниченных источников осадконакопления и биологической продуктивности, подавления переноса осадочных пород морским льдом и захвата осадочных пород на широких циркумарктических континентальных шельфах.

Медленное накопление осадков приводит к тонким слоям осадков, что может затруднить получение чётких хронологических данных. Растворение карбоната кальция из отложений, которое может происходить там, где глубоководная морская вода недонасыщена по отношению к минералу, ещё больше снижает вероятность обнаружения датируемых микроископаемых в осадочной летописи.

В некоторых областях биостратиграфия (распределение древней жизни в осадочных породах) и геохронология стабильных изотопов (которая сравнивает соотношения нерадиоактивных изотопов, например, углерода или кислорода) могут использоваться для уточнения моделей возраста. В других областях необходимы альтернативные методы для обеспечения ограничений возраста. Такие методы включают магнитостратиграфию, которая датирует слои осадков путём корреляции их магнетизма с записью инверсий магнитного поля Земли; рацемизация аминокислот, которая измеряет зависящее от времени расщепление белков в окаменелостях, слишком старых для радиоуглеродного датирования; люминесцентное датирование, которое измеряет излучение, накапливающееся в материалах по мере их старения; и радионуклидное датирование.

 

Рис. 1. Возрастные модели осадков Северного Ледовитого океана могут включать данные многих аналитических методов. Представленный здесь керн осадка (коричневые полосы слева) взят из хребта Ломоносова вблизи географического Северного полюса. Фотографии верхних четырёх метров керна показаны рядом с обилием микрофоссилий (планктонных фораминифер) синим цветом и концентрацией космогенно полученного изотопа бериллия-10 (¹⁰Be) жёлтым цветом [Spielhagen et al., 1997]. Увеличение любого из этих параметров обычно связано с прошлыми межледниковьями. Глобальная бентическая (глубоководная) кривая кислорода-18 (δ¹⁸O) показывает отношение кислорода-18 к кислороду-16 с течением времени [Lisiecki and Raymo, 2005], подчёркивая хронологию межледниковых морских изотопных стадий (MIS; красные числа у дна) за последний миллион лет. Эта кривая показана над шкалой времени геомагнитной полярности, которая демонстрирует самую последнюю магнитную инверсию — от эпохи Матуяма до эпохи Брюнес — примерно 781 000 лет назад. В прошлом обычно применялись две модели возраста конечных членов: сценарий высокой скорости седиментации (SR) и сценарий низкой скорости седиментации. Эти модели дают сильно различающиеся оценки возраста для одного и того же осадочного слоя. Некоторые из ключевых новых данных (выделены красным), используемых для оценки вариантов возрастной модели, получены благодаря достижениям в области биостратиграфии (в частности, открытию Pseudoemiliania lacunosa, известкового наноископаемого, вымершего во время MIS 12) [Razmjooei et al., 2023], радиометрическому датированию объёмных осадков с использованием изотопов ряда распада урана протактиния-231 (²³¹Pa) и тория-230 (²³⁰Th) [Hillaire-Marcel et al., 2017] и рацемизации аминокислот, измеренной в окаменелых раковинах планктонных и бентосных фораминифер [West et al., 2023].

Недавние прорывы, особенно в применении радионуклидных методов, показали многообещающие результаты в повышении точности моделей возраста осадков Северного Ледовитого океана (рис. 1). Например, новые применения изотопов ряда урана (например, тория-230 и протактиния-231) были использованы для предложения новых возрастных ограничений для последовательностей морских осадков из важных топографических регионов, таких как хребты Менделеева-Альфа и Ломоносова, где низкая седиментация и плохая сохранность ископаемого материала препятствовали предыдущим попыткам датировать эти последовательности [Hillaire-Marcel et al., 2017]. Эти изотопы предсказуемо распадаются с течением времени, что позволяет учёным более уверенно датировать прошлые межледниковые периоды, включая последнее межледниковье и другие, произошедшие около 200 000 лет назад.

Эти новые ограничения возраста на основе радионуклидов частично подтверждаются недавними применениями более традиционных методов датирования, таких как биостратиграфия. В частности, недавно пересмотренная хронология арктических отложений для позднего плейстоцена (400 000–10 000 лет назад), установленная на основе анализа известкового нанопланктона, хотя и не идеально выровнена, показала меньшую неопределённость в идентификации межледниковых периодов в центральной части Северного Ледовитого океана [Razmjooei et al., 2023]. Отслеживание изменений в концентрации космогенных радионуклидов, таких как бериллий-10, в арктических отложениях также дало новые сведения о сроках межледниковий [Spielhagen et al., 1997].

Необходимость многометодного подхода

В целом низкие скорости седиментации в Северном Ледовитом океане приводят к образованию тонких слоёв осадка, которые требуют точного отбора проб и, поскольку не каждый метод датирования работает хорошо везде, тщательного выбора аналитических методов. Некоторые методы лучше подходят для изучения осадков из определённых мест, чем другие, поскольку условия окружающей среды в Арктике различаются, что способствует различным скоростям седиментации, различной сохранности ископаемых и таким нарушениям, как эрозия и биотурбация (переработка слоёв осадка живыми организмами).

В то время как опора на один метод для изучения осадков из Северного Ледовитого океана может привести к неточностям и пробелам в понимании, различные методы могут дополнять друг друга, предоставляя более полную и надёжную картину прошлого. Обсуждения на конференции ArcSTRAT подчеркнули важность использования многометодного подхода, объединяющего различные доступные стратиграфические и изотопные методы датирования.

Задача заключается в тщательном выборе соответствующих методов для изучения кернов из разных регионов, чтобы минимизировать ошибки и неопределённости и обеспечить надёжную реконструкцию прошлой арктической среды. В областях, где карбонат кальция хорошо сохранился (например, топографические возвышенности), биостратиграфия и изотопная геохронология чрезвычайно полезны. В областях, где это не так (например, глубокие бассейны), литография и магнитостратиграфия в сочетании с радионуклидным датированием могут быть лучшими вариантами.
За последние несколько десятилетий был разработан и применён настоящий набор инструментов различных методов датирования осадков Северного Ледовитого океана. Теперь эти инструменты должны быть интегрированы и применены для изучения недавно собранных архивов осадков.

Новые арктические архивы

Наряду с методологическими разработками, недавно были получены новые керны арктических осадков, в том числе во время экспедиции 403 Международной программы по исследованию океана. В 2024 году эта кампания успешно пробурила более 5 километров кернов осадков из пролива Фрама к западу от Шпицбергена, которые предлагают запись с высоким разрешением о прошлом арктического климата [Lucchi et al., 2024].

Научная цель этого бурения состояла в том, чтобы лучше понять океаническую систему и криосферу во время прошлых тёплых интервалов и то, как они связаны с высокой инсоляцией (воздействием солнечного света) и уровнями углекислого газа в атмосфере. Эта информация необходима для понимания климатической эволюции Северного полушария и динамики ледяных щитов, морского льда и циркуляции океана. Данные, полученные с помощью этих кернов, будут иметь неоценимое значение для изучения механизмов, приводящих к отсутствию льда в Арктике летом, а также для понимания влияния этих условий в Арктике и за её пределами.

В 2025 году арктическая экспедиция «Into The Blue» (i2B), финансируемая Европейским исследовательским советом по гранту Synergy, на борту R/V Kronprins Haakon сосредоточится на извлечении дополнительных уникальных архивов осадков из центральной части Северного Ледовитого океана. План состоит в том, чтобы использовать сочетание классических и передовых методов для максимально полного изучения истории климата Арктики, сопоставляя методы с требованиями каждого керна. Вместе со стратиграфическими методами эти методы включают анализ молекулярных биомаркеров, палинологию (изучение сохранившихся пыльцевых зерен и спор), древнюю ДНК, радионуклиды и стабильные изотопы для реконструкции прошлых условий морского льда, переноса тепла в океане и изменчивости криосферы во время более тёплых, чем сейчас, климатических состояний, таких как последнее межледниковье.

Многообещающее начало предстоящей работы

Конференция ArcSTRAT ясно дала понять, что предстоящая работа сложная, но многообещающая. Результаты и консенсус относительно координации многометодных подходов предоставят важную основу для анализа новых кернов из экспедиции i2B и, как авторы надеются, дополнительных будущих экспедиций. Встреча также помогла создать форум для дальнейшего сотрудничества и обмена знаниями между экспертами по стратиграфии Арктики — важный шаг к разрешению сохраняющихся различий между методами датирования и разработке надёжной хроностратиграфии Северного Ледовитого океана.

Поскольку Арктика продолжает меняться с беспрецедентной скоростью и приближается к «синему» лету, понимание её прошлого становится более важным, чем когда-либо. Собирая воедино климатическую историю прошлых парниковых состояний, учёные создают основу для более точных климатических моделей, необходимые для информирования о точных оценках глобального климата, которые, в свою очередь, направляют политические решения в странах и сообществах по всему миру.

С постоянными достижениями в наборе методов изучения стратиграфии океанических отложений, а также сбором новых записей об отложениях возникнеи лучшее положение для прогнозирования того, как Арктика отреагирует на дальнейшее потепление и каковы будут далеко идущие последствия этой реакции.

Литература
Hillaire-Marcel, C., et al. (2017), A new chronology of late Quaternary sequences from the central Arctic Ocean based on “extinction ages” of their excesses in ²³¹Pa and ²³⁰Th, Geochem. Geophys. Geosyst., 18(12), 4,573–4,585, https://doi.org/10.1002/2017GC007050.
Lisiecki, L. E., and M. E. Raymo (2005), A Pliocene‐Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ¹⁸O records, Paleoceanography, 20(1), PA1003, https://doi.org/10.1029/2004PA001071.
Lucchi, R. G., et al. (2024), Expedition 403 preliminary report: Eastern Fram Strait paleo-archive, Int. Ocean Discovery Program, https://doi.org/10.14379/iodp.pr.403.2024.
Razmjooei, M. J., et al. (2023), Revision of the Quaternary calcareous nannofossil biochronology of Arctic Ocean sediments, Quat. Sci. Rev., 321, 108382, https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2023.108382.
Spielhagen, R. F., et al. (1997), Arctic Ocean evidence for late Quaternary initiation of northern Eurasian ice sheets, Geology, 25(9), 783–786, https://doi.org/10.1130/0091-7613(1997)025%3C0783:AOEFLQ%3E2.3.CO;2.
Stein, R., et al. (2025), A 430 kyr record of ice-sheet dynamics and organic-carbon burial in the central Eurasian Arctic Ocean, Nat. Commun., 16, 3822, https://doi.org/10.1038/s41467-025-59112-7.
West, G., et al. (2023), Amino acid racemization in Neogloboquadrina pachyderma and Cibicidoides wuellerstorfi from the Arctic Ocean and its implications for age models, Geochronology, 5(1), 285–299, https://doi.org/10.5194/gchron-5-285-2023.

 

Ссылка: https://eos.org/science-updates/finding-consensus-on-arctic-ocean-climate-history

 

 

Ледниковый щит Гренландии истончался в течение последних нескольких десятилетий и, как ожидается, внесёт значительный вклад в повышение уровня моря в течение следующего столетия. Однако делающие эти прогнозы модели, описывающие движение льда, имеют тенденцию недооценивать размер массы, потерянной ледяным щитом, по сравнению с наблюдениями, что усложняет планирование адаптации и смягчения антропогенного воздействия на климат в прибрежных регионах. Авторы ограничивают модель северо-западной Гренландии временным рядом спутниковых данных о поверхностной скорости и зависящей от времени физикой, чтобы вывести неизвестные свойства льда. Воспроизведение наблюдаемой потери массы за последние 13 лет находится в пределах неопределённости. Модель, ограниченная большим количеством данных, оценивает увеличение вклада этого региона в повышение уровня моря примерно на 8–17% к 2100 году.

Современные описывающие динамику ледяного щита модели, используемые в проекте сравнения моделей ледяного щита (ISMIP), который информирует Межправительственную группу экспертов по изменению климата, как правило, недооценивают наблюдаемую потерю массы ледяного щита Гренландии, что приводит к вопросу о том, может ли будущее повышение уровня моря быть больше прогнозируемого. Авторы использовали одну из этих моделей, модель системы ледяного щита и уровня моря, для исследования того, как переходная калибровка влияет на историческое и прогнозное моделирование. Переходная калибровка — это новая возможность в моделях течения льда; она использует временные ряды поверхностных наблюдений и зависящую от времени физику для ограничения неопределённых параметров модели — в данном случае коэффициента базального трения в законе скольжения. Было показано, что переходная калибровка с большим числом ограничений, чем обычный метод инверсии моментального снимка, лучше улавливает тенденции в динамике льда. Были применены оба метода для расчётов в северо-западной Гренландии, регионе, претерпевающем быстрые изменения. Для расчётов, инициализированных с помощью инверсии моментального снимка, авторы обнаружили, что последующие смоделированные скорости, как правило, слишком медленные, что приводит к недооценке потери массы. Однако с помощью переходной калибровки расчёт лучше соответствует временному ряду наблюдаемых скоростей, что позволяет ей оставаться в пределах погрешности наблюдений для потери массы; но соответствие наблюдаемой высоте поверхности немного снижается. Вместе с результатами ISMIP проведённые расчёты показывают, что воспроизведение высоких темпов исторической потери массы приводит к большему прогнозируемому вкладу в уровень моря из этого региона в течение следующего столетия. Предлагается путь для того, чтобы сделать переходную калибровку масштабируемой для всего Гренландского ледяного щита.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2411904122

 

 

Когда учёные впервые узнали, что сжигание ископаемого топлива существенно меняет глобальный климат? Авторы пытаются ответить на этот вопрос, проведя мысленный эксперимент с модельными расчётами исторического изменения климата. Предполагается, что возможность отслеживать изменения температуры атмосферы в глобальном масштабе существовала ещё в 1860 году и что приборы, доступные в этом гипотетическом мире, имели ту же точность, что и современные спутниковые микроволновые радиометры. Применяется метод «отпечатков пальцев», основанный на шаблонах, чтобы разделить влияние человека и природы на климат. Сигнал охлаждения стратосферы, вызванный человеком, можно было бы идентифицировать примерно к 1885 году, до появления автомобилей на бензине. Полученные результаты показывают, что заметное влияние человека на температуру атмосферы, вероятно, существовало более 130 лет.

Физика свойств CO₂ удерживать тепло была установлена ​​в середине XIX века, когда сжигание ископаемого топлива быстро увеличивало уровень CO₂ в атмосфере. Однако до настоящего времени исследования не изучали, когда изменение климата могло бы быть обнаружено, если бы учёные в XIX веке имели современные модели и сеть наблюдений. Авторы рассматривают этот вопрос в мысленном эксперименте с современными климатическими моделями. Предполагается, что возможность делать точные измерения изменений температуры атмосферы существовала в 1860 году, а затем применяется стандартный метод «отпечатков пальцев», чтобы определить время, когда сигнал об изменении климата, вызванном деятельностью человека, был впервые обнаружен. Выраженное похолодание средней и верхней стратосферы, в основном вызванное антропогенным увеличением содержания углекислого газа, можно было бы с высокой степенью уверенности определить примерно к 1885 году, до появления автомобилей, работающих на бензине. Эти оценки являются результатом благоприятных характеристик сигнала к шуму в средней и верхней стратосфере, где сигнал об охлаждении, вызванном деятельностью человека, велик, а характер этого охлаждения заметно отличается от характерных особенностей внутренней изменчивости. Даже если бы возможности мониторинга в 1860 году не были глобальными, а высококачественные измерения стратосферной температуры существовали только для средних широт Северного полушария, всё равно было бы возможно обнаружить вызванное человеком похолодание стратосферы к 1894 году, всего через 34 года после предполагаемого начала мониторинга климата. Это исследование даёт убедительные доказательства того, что заметное влияние человека на температуру атмосферы, вероятно, существовало более 130 лет.

 

Ссылка: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2500829122

 

Это исследование фокусируется на прямых измерениях потоков турбулентной вихревой ковариации CO₂ и CH₄ в экосистемах тундры на островах Шпицбергена в течение двухлетнего периода. Полученные результаты показывают динамические взаимодействия между климатическими условиями и деятельностью экосистемы, такой как фотосинтез и микробная активность. Летом выраженные потоки поглощения углерода указывают на повышенный фотосинтез и микробное потребление метана, в то время как в периоды заморозков был зарегистрирован очень слабый обмен, что свидетельствует о сниженной активности. Наблюдаемое суммарное поглощение метана летом коррелирует с активацией и аэрацией почвенных микроорганизмов, и оно снижается зимой из-за наличия снежного покрова и отрицательной температуры почвы, которая запускает процесс замерзания активного слоя содержания воды, но затем восстанавливается в период таяния. Потоки CH₄ не имеют значительной корреляции с температурой почвы и воздуха, но вместо этого связаны со скоростью ветра, играющей роль в скорости высыхания почвы. Выбросы вне вегетационного периода составили около 58% годового бюджета CH₄, характеризуясь большими импульсными выбросами. Анализ воздействия тепловых аномалий на потоки обмена CO₂ и CH₄ подчёркивает, что высокие положительные (>5°C) тепловые аномалии могут способствовать увеличению положительного потока как летом, так и зимой, эффективно снижая суммарное годовое поглощение. Эти результаты вносят ценную информацию в понимание динамики парниковых газов в экосистемах тундры в меняющихся климатических условиях. Необходимы дальнейшие исследования для ограничения источников и поглотителей парниковых газов в экосистемах сухой горной тундры с целью разработки эффективной справочной информации для моделей в ответ на изменение климата.

 

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/22/2889/2025/

 

Понимание причин атмосферной циркуляции сложных загрязнений имеет решающее значение для раскрытия комплексеых механизмов их формирования. В этом исследовании суммируется прогресс исследований по классификации атмосферных загрязнений, уделяя особое внимание истории, характеристикам и применимости различных методов исследования, выводам исследований по классификации погодных условий для различных типов загрязнения воздуха и их соответствующим механизмам, а также указываются проблемы текущих исследований и направления будущих исследований. Движимые технологическим развитием и потребностями изучения, исследования в целом прошли четыре этапа развития, и текущий метод объективной классификации, особенно анализ главных компонентов в режиме T, показывает превосходную производительность. Локальные структуры генерации, способствующие загрязнению PM_2.5, характеризуются условиями стагнации, в то время как те, которые способствуют загрязнению O₃, связаны с высоким давлением, усиливающим фотохимические реакции, и низким давлением, сопровождаемым инверсией. Комплексное загрязнение PM_2.5 и O₃, загрязнение SO₂ и загрязнение NOx в основном подвержены влиянию континентального и/или субтропического максимума. Текущие доминирующие структуры загрязнения CO неясны. Региональные структуры переноса загрязнения PM_2.5 обычно представляют собой холодные фронты и высокое давление, тогда как для загрязнения O₃ характерно преимущественно низкое давление. Будущие ожидания исследований классификации погоды включают углубленное изучение доминирующих структур комплексного загрязнения несколькими загрязнителями и расширение применения моделирования погоды в прогнозировании загрязнения, тем самым способствуя тому, чтобы результаты исследований в этой области играли большую роль в исследовании причин и контроля комплексного загрязнения атмосферы.

Ссылка: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231025003218

 

Северные торфяники являются важным хранилищем углерода в средних и высоких широтах, но становятся всё более прерывистыми в более высоких широтах, что связано с влиянием температуры и осадков на рост растений. За последние четыре десятилетия среднегодовые температуры в Арктике увеличились в среднем на ~3°C. Более высокие температуры и более продолжительные вегетационные периоды, вероятно, приводят к повышению продуктивности растений во всех северных широтах, но неясно, привело ли потепление к боковому распространению арктических торфяников. Используя долгосрочные спутниковые данные Landsat в сочетании с информацией, полученной в ходе полевых работ на месте, авторы показали, что арктические торфяники, вероятно, подверглись боковому расширению за последние 40 лет. На 21 трансекте с краёв 16 сохранившихся торфяников в европейской и канадской Арктике (как высокие, так и низкие арктические местоположения от 62 до 79° с.ш.) более двух третей краёв торфяников, которые изучали авторы, показали статистически значимое пиковое летнее озеленение (как нормализованный индекс разницы вегетации) за последние 15–20 лет по сравнению с периодом 1985–1995 гг. Уровни пиковой летней влажности (как нормализованный индекс разницы влажных веществ) оставались стабильными или увеличивались на большинстве участков исследования. Боковое расширение арктических торфяников свидетельствует о том, что они становятся всё более важным естественным поглотителем углерода, по крайней мере, в ближайшей перспективе.

 

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02375-1

 

Нехватка воды усиливается во всём мире из-за изменения климата и деятельности человека. Северо-Восточная Азия с её разнообразными экосистемами и трансграничными водными системами особенно чувствительна к этим нагрузкам. Тем не менее, изменения и движущие факторы водных ресурсов региона остаются в значительной степени неизвестными. Авторы интегрируют снимки Landsat и Sentinel-2 из эксперимента «Восстановление гравитации и климат» и его последующих наблюдений, климатические и антропогенные данные, обнаруживая суммарную потерю площади поверхностных вод в размере 16 × 10³ км² на Дальнем Востоке России за период 2000–2023 гг., в основном из-за повышения температуры и увеличения испарения, и суммарный прирост площади поверхностных вод в размере 3 × 10³ км2 на Северо-Востоке Китая, главным образом, из-за увеличения осадков и ирригационной инфраструктуры. Приблизительно 1004 ячеек сетки 0,5° (1,4 × 10⁶ км²) имеют одновременные потери площади поверхностных вод и общего объёма запасов воды. Примерно 185 миллионов человек проживают в водоразделах с потерей площади поверхностных вод или общего объёма запасов воды, что подчёркивает необходимость устойчивого управления водными ресурсами в условиях усиливающегося изменения климата и деятельности человека.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02449-0

 

Хотя общеизвестно, что антропогенный CO₂, выбрасываемый в атмосферу, будет сохраняться в течение длительного времени, продолжительность антропогенного возмущения климата будет зависеть от того, насколько быстро избыток CO₂ удаляется из климатической системы различными биогеохимическими процессами. Таким образом, неопределённость относительно долгосрочной эволюции климата связана не только с будущим антропогенных выбросов CO₂, но и с недостаточным пониманием долгосрочного углеродного цикла. Авторы использовали быструю модель земной системы CLIMBER-X, включающую в себя всеобъемлющий углеродный цикл, для изучения продолжительности жизни антропогенного CO₂ и его влияния на долгосрочную эволюцию концентрации атмосферного CO₂. Это делается с помощью ансамбля 100 000-летних расчётов, каждый из которых управляется идеализированными импульсами выбросов CO₂. Полученные результаты показывают, что в зависимости от величины выбросов, 75% антропогенного CO2 удаляется в течение 197–1820 лет после пиковой концентрации CO₂ (при этом более крупные кумулятивные выбросы требуют больше времени для удаления). Примерно 4,3% антропогенного CO₂ останется за пределами 100 тыс. летнего промежутка. Было обнаружено, что поглощение углерода землёй, которое в предыдущих исследованиях учитывалось лишь в небольшой степени, имеет значительный долгосрочный эффект, сохраняя примерно 4–13% антропогенного углерода к концу моделирования. Сценарии с более высокими выбросами попадают в нижнюю часть этого диапазона, поскольку повышенное дыхание почвы приводит к большей потере углерода. Впервые авторы количественно оценили влияние динамически изменяющихся концентраций метана на долгосрочный углеродный цикл, показав, что его эффекты, вероятно, незначительны в длительных временных масштабах. Временная шкала удаления углерода посредством силикатного выветривания также переоценена здесь, предоставляя оценку (80–105 тыс. лет), которая значительно короче, чем в некоторых предыдущих исследованиях из-за более высокой чувствительности климата, более сильных обратных связей выветривания и использования пространственно явной схемы выветривания, что приводит к более быстрому удалению антропогенного CO₂ в долгосрочной перспективе. Кроме того, показано, что эта временная шкала имеет немонотонную связь с кумулятивными выбросами. Это исследование подчёркивает важность добавления сложности модели к глобальному углеродному циклу в моделях земной системы для точного представления долгосрочной будущей эволюции атмосферного CO₂.

 

Ссылка: https://bg.copernicus.org/articles/22/2767/2025/

 

На протяжении столетий увеличивающиеся выбросы CO₂ усиливали эффекты охлаждения и сжатия верхней атмосферы. Чтобы предсказать влияние долгосрочного увеличения концентрации CO₂ на верхнюю атмосферу в будущем, выполняется 90-летний расчёт с помощью модели CESM2/WACCM-X. Были выявлены заметные динамические реакции в дополнение к реакциям плотности, о которых сообщалось ранее. (a) Основные параметры термосферы, такие как температура термосферы, плотность нейтральной массы и электронная плотность, почти сохраняют тенденции к снижению; (б) Меридиональная циркуляция усиливается, особенно в июне; (в) Суточные приливы имеют реакцию уменьшения/усиления выше/ниже 200 км в термосфере, в то время как полусуточные приливы уменьшаются по всей термосфере. Эти результаты соответствуют результатам, полученным ранее с помощью модели GAIA, тем самым подтверждая ускорение циркуляции верхней атмосферы, сопровождающее эффект охлаждения. Согласие также подразумевает согласованность двух моделей в прогнозировании воздействия CO₂ на динамику фоновой термосферы и ионосферы.

 

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL115452

 

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