В этом исследовании изучаются доминирующие черты временной эволюции концентраций морских льдов в Баренцевом и Карском морях осенью и последующей зимой, а также их регулирующее влияние на зимние изменения атмосферной циркуляции над Арктикой и Евразией в фазовых и междесятилетних временных масштабах. Результаты показывают, что концентрации морских льдов в Баренцевом и Карском морях как осенью, так и последующей зимой демонстрировали совпадающее междесятилетнее сокращение начиная с 2004 года. Это междесятилетнее сокращение оказало значительное влияние на большую часть Северного полушария. В Арктике это междесятилетнее сокращение напрямую изменило термическую и влажностную структуру нижней тропосферы, а также усилило гидрологический цикл. Его влияние на зимнюю влажность атмосферы может распространяться на верхнюю тропосферу над атлантическим сектором Арктики. Над Евразией это междесятилетнее сокращение усилило краткосрочные пульсационные процессы сибирского максимума, сделав его среднюю интенсивность сильнее по сравнению со средним значением за зимы с 1979/80 по 2003/04 гг. Между тем, это ослабило зимнюю бароклинность атмосферы над высокими широтами Евразии и усилило её над средними и низкими широтами Восточной Азии и северо-западной части Тихого океана. Это междесятилетнее сокращение напрямую привело к возникновению тёплой Арктики – холодной Евразии в течение зим с 2004/05 по 2012/13 гг. Кроме того, примечательным открытием является то, что постоянно низкий уровень покрытия арктического морского льда инициировал недавний междесятилетний переход в зимней температуре на уровне 1000 гПа с начала 2010-х годов. Это чередование привело к появлению конфигурации тёплая Арктика – тёплая Евразия. Выводы из этих результатов свидетельствуют о том, что таяние арктических морских льдов оказало существенное влияние на изменение климатической системы на большей части Северного полушария в зимний период, особенно в междесятилетних временных масштабах.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/38/4/JCLI-D-24-0163.1.xml

Долгосрочные изменения изменчивости климата вызывают различные важные последствия для общества и окружающей среды. В этом исследовании авторы анализируют результаты 13 глобальных климатических моделей CMIP6 в регионе Северной Атлантики и Европы, уделяя особое внимание их воспроизведению вероятности возникновения осадков и краткосрочной изменчивости как исторического, так и будущего климата. Вероятность возникновения осадков означает вероятность дождливого дня (> 1 мм), а изменчивость осадков отражает тенденцию группировать дождливые дни в последовательности. Сравнение с реанализом ERA5 показало, что глобальные климатические модели имеют тенденцию переоценивать вероятность возникновения осадков по всей Европе зимой, тогда как летом - недооценивать её в районе 50° с.ш. Изменчивость осадков в среднем недооценивается глобальными климатическими моделями летом, тогда как в нескольких регионах переоценивается зимой. Прогнозы на конец XXI века указывают на значительные изменения как вероятности возникновения осадков, так и изменчивости, отчётливее выраженные при более пессимистичном сценарии выбросов по сравнению с умеренным. Обнаружено, что изменения вероятности и изменчивости являются взаимно независимыми: первое больше зависит от широты, а второе различается между западом и востоком. После рассмотрения атмосферной циркуляции, способствующей и не способствующей возникновению осадков, авторы обнаружили, что глобальные климатические модели, переоценивающие частоту способствующей циркуляции, имеют тенденцию переоценивать вероятность возникновение осадков, и наоборот. Более того, повышенная изменчивость осадков связана с более высокой изменчивостью циркуляции. Наконец, представленный анализ показывает, что прогнозируемые изменения вероятности возникновения осадков и изменчивости часто связаны с прогнозируемыми изменениями атмосферной циркуляции, особенно зимой.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07556-w

Изменение климата оказывает прямое влияние на текущую и будущую производительность сельского хозяйства. Статистические модели метаанализа могут использоваться для формирования ожиданий относительно реакции урожайности на климатические факторы путём объединения данных контролируемых экспериментов. Однако методологические проблемы при выполнении этих метаанализов, а также объединённая неопределённость из различных источников затрудняют проверку результатов моделей. Авторы представляют обновления опубликованных оценок реакции урожайности на прогнозируемые температуру, осадки и структуры CO₂ и показывают, что модели смешанных эффектов работают лучше, чем объединённые модели, построенные на методе наименьших квадратов (Ordinary Least Squares, OLS), по среднеквадратичной ошибке и объяснённому отклонению, несмотря на общее использование объединённых OLS в предыдущих метаанализах. На основании проведённого анализа использование объединённых OLS может привести к недооценке потерь урожайности. Авторы также использовали подход блочной самонастройки для количественной оценки неопределённости по нескольким направлениям, включая выбор модели, климатические прогнозы из проекта CMIP6 и сценарии выбросов из общих социально-экономических путей (SSP). Полученные оценки показывают прогнозируемые отклики урожайности в размере − 22% (кукуруза), − 9% (рис), − 15% (соя) и − 14% (пшеница) с 2015 по 2080–2100 гг. в сценарии «бизнес как обычно» SSP5–8.5, которые снижаются до – 3,8%, − 2,7%, 1,4% и – 1,5% соответственно в сценарии с меньшими выбросами SSP1–2.6. Без мер по смягчению последствий и адаптации страны Южной Азии, Африки к югу от Сахары, Северной Америки и Океании могут оказаться под угрозой неспособности удовлетворить национальный спрос на калории к концу столетия при самом худшем сценарии выбросов.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-87047-y

Ожидается, что площадь последнего льда, расположенная к северу от Гренландии и северной части Канадского арктического архипелага, сохранится, поскольку центральный Северный Ледовитый океан станет сезонно свободным ото льда в течение нескольких десятилетий. Однако прогнозы площади последнего льда получены из относительно низкоразрешённых глобальных климатических моделей, не учитывающих экспорт морского льда через водные пути Канадского арктического архипелага и пролива Нэрса. Авторы пересматривают прогнозы площади последнего льда с использованием численных расчётов с высоким разрешением из Модели земной системы, учитывающей эти узкие водные пути. При сценарии высокого воздействия морской лёд в зоне последнего льда истончается и становится более подвижным, что приводит к большому экспорту на юг. При этом потенциально наихудшем сценарии морской лёд в зоне последнего льда может исчезнуть чуть более чем через десятилетие после того, как центральный Северный Ледовитый океан достигнет сезонно свободных ото льда условий. Эта потеря будет иметь серьёзные последствия для видов, облигатных во льду.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02034-5

Климатические модели последнего поколения прогнозируют широко варьирующиеся величины будущих изменений экстремальных осадков, что затрудняет эффективное планирование адаптации. Было предложено множество ограничений наблюдений для снижения неопределённости этих прогнозов в глобальном и субконтинентальном масштабах, но для адаптации обычно требуется подробная информация локального масштаба. Здесь представлена основанная на температуре адаптивная стратегия возникающих ограничений в сочетании с агрегацией данных, снижающей дисперсию ошибок прогнозируемых изменений на конец века в годовых экстремальных значениях суточных осадков в сценарии с высокими выбросами на >20% в большинстве регионов мира. Эти улучшенные прогнозы могут принести пользу почти 90% населения мира, позволяя улучшить оценку воздействия и планирование адаптации на местных уровнях. Эта физически мотивированная стратегия, учитывающая термодинамические и динамические компоненты прогнозируемого изменения экстремальных осадков, использует связь между глобальным потеплением и термодинамическим компонентом экстремальных осадков. Строгая перекрёстная проверка даёт убедительные доказательства её надёжности в ограничении прогнозов локальных экстремальных осадков.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56235-9

Наблюдения за слоем океана, лежащим под поверхностью, редки и приводят к большим неопределённостям в любой оценке на модельной основе. Авторы исследуют применимость нейронных сетей на основе трансферного обучения для реконструкции температур Северной Атлантики в периоды с редкими наблюдениями. Эта сеть обучается на периоде времени с обильными наблюдениями для изучения реалистичного физического поведения. Для оценки её в рамках последовательной структуры усвоения данных сеть изучает и воспроизводит физические закономерности своих обучающих данных. Кроме того, сеть может переносить эти закономерности на историческую оценку содержания тепла в океане в периоды с редкими наблюдениями. Следовательно, при нечастых входных данных реконструкции машинного обучения демонстрируют схожие физические структуры, при этом исправляя известные ошибки по сравнению с современными продуктами усвоения данных. Таким образом, трансферное обучение может влиять на инициализацию и оценку климатических ретроспективных прогнозов. Кроме того, демонстрируя способность точно переносить результаты с высоких на низкие частоты, нейронные сети на основе трансферного обучения демонстрируют свою значимость в измерениях на смешанных частотах за пределами климатологии.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-025-86374-4

Арктика и бореальная зона быстро нагреваются, что влияет на её большие запасы углерода в почве. Здесь использованы новая компиляция потоков CO₂ в наземных экосистемах, геопространственные наборы данных и случайные модели лесов с целью показать, что хотя Арктика и бореальная зона в целом были увеличивающимся наземным поглотителем CO₂ с 2001 по 2020 гг. (среднее значение ± стандартное отклонение в суммарном обмене экосистем −548 ± 140 Тг C год⁻¹; тренд −14 Тг C год⁻¹; P < 0,001), более 30% региона были суммарным источником CO₂. Районы тундры, возможно, уже начали функционировать в среднем как источники CO₂, демонстрируя сдвиг в динамике углерода. Если учесть выбросы от пожаров, то увеличивающийся сток Арктики и бореальной зоны больше не будет статистически значимым (бюджет −319 ± 140 Тг C год⁻¹; тренд −9 Тг C год⁻¹), а регион многолетней мерзлоты станет CO₂-нейтральным (бюджет −24 ± 123 Тг C год⁻¹; тренд, −3 Тг C год⁻¹), что подчёркивает важность пожаров в этом регионе.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-02234-5

Временные ледовые дороги, построенные в процессе уплотнения снега, увлажнения и обледенения в холодные зимы, являются спасательными линиями доступа к суше в отдалённой Арктике. В контексте усиленного потепления в Арктике уязвимость потенциальных ледовых дорог под влиянием сложной климатической системы остается неясной. Авторы построили модель оценки потенциальной ледовой дороги, позволяющую квантовать климатическую пригодность потенциальных ледовых дорог в Арктике. Используя спутниковые данные дистанционного зондирования и метеорологические данные, авторы обнаружили, что изменения температуры приземного воздуха и снежного покрова снизили климатическую пригодность потенциальных ледовых дорог в период 1979–2017 гг. В пространственном отношении потенциальные ледовые дороги в Северной Америке сталкиваются с более непосредственными угрозами из-за уменьшения глубины снега по сравнению с Евразией. До конца XXI века прогнозируется дальнейшее снижение климатической пригодности потенциальных ледовых дорог, в первую очередь из-за повышения температуры приземного воздуха и снижения стабильности многолетней мерзлоты. Взяв в качестве примера разведку драгоценных металлов/алмазов, авторы пришли к выводу, что горнодобывающая деятельность, связанная с ледовыми дорогами, столкнётся с трудностями доступа к 2050–2100 гг. из-за сокращения сети потенциальных ледовых дорог. Эти результаты дают новое представление о проблемах и возможностях арктических сухопутных перемещений.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02011-y

Многолетнемёрзлые почвы хранят огромное количество органического углерода, и их таяние из-за потепления климата ускоряет высвобождение углерода в виде метана и углекислого газа, усугубляя глобальное изменение климата. Понимание распределения парниковых газов, удерживаемых в этих почвах, и прогнозирование их поведения при таянии имеют важное значение для точного моделирования климатических обратных связей. В этом исследовании представлен интегрированный биогеохимический и микробный набор данных из кернов почвы глубиной ~1,8 м, собранных по широтному градиенту 970 км в регионах многолетней мерзлоты Аляски, охватывающих биомы бореального леса и арктической тундры. Этот набор данных включает вертикальные профили уловленных парниковых газов, их стабильные изотопные сигнатуры, физико-химические свойства почвы, а также состав и распространённость ключевых метаногенных и метанотрофных генов. Эти данные предоставляют важную информацию о круговороте метана в многолетнемёрзлых почвах в высокоширотных экосистемах и способствуют уточнению параметризации биогеохимических процессов в климатических моделях, особенно в контексте ускоряющегося таяния многолетней мерзлоты.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-025-04463-5

Мониторинг выбросов метана (CH₄) от наземных экосистем имеет важное значение для оценки относительного вклада природных и антропогенных факторов, приводящих к изменению климата, и формирования глобальных климатических целей. Пожары являются значительным источником атмосферного CH₄, а растущая частота крупных пожаров усиливает их воздействие. Глобальные выбросы от пожаров демонстрируют большие пространственно-временные вариации, что затрудняет точную характеристику их величины и динамики. В этом исследовании авторы реконструируют глобальные выбросы CH₄ от пожаров путём интеграции атмосферной инверсии на основе спутниковых данных об оксиде углерода (CO) с хорошо ограниченными картами соотношения выбросов CH₄ и CO от пожаров. Здесь показано, что глобальные выбросы CH₄ от пожаров в среднем составили 24,0 (17,7–30,4) Тг в год с 2003 по 2020 гг., что примерно на 27% выше (что эквивалентно 5,1 Тг в год), чем средние оценки четырёх широко используемых моделей выбросов при пожарах. Это расхождение, вероятно, связано с необнаруженными небольшими пожарами и недостаточно представленной интенсивностью выбросов в данных грубого разрешения. Это исследование подчёркивает ценность атмосферной инверсии на основе трассеров пожаров, таких как CO, для отслеживания обратной связи между пожарами, углеродом и климатом.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-025-56218-w