В 2023 году площадь морского льда в Антарктике достигла рекордно низкого уровня, а зимняя площадь морского льда упала на 2,5 млн км² ниже среднего показателя спутниковой эпохи. С помощью мультимодельного исследования авторы изучили возникновение аномалий такого масштаба в моделях глобального климата последнего поколения. Когда возникают эти аномалии, на восстановление площади морского льда требуются десятилетия: это указывает на то, что площадь морского льда может перейти в новое, меньшего размера состояние в течение следующих нескольких десятилетий. При условии только внутренней изменчивости модели вряд ли смогут имитировать эти аномалии, поскольку период повторяемости для большинства моделей превышает 1000 лет. Отдельные модели с периодом повторяемости этих аномалий <1000 лет, вероятно, имеют нереально большую межгодовую изменчивость. Согласно теории экстремальных значений, период повторяемости сокращается с 2650 лет при внутренней изменчивости до 580 лет при сценарии сильного изменения климата.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL109265

Представлен новый подход к выявлению сильных ливней с градом в климатической модели, допускающей конвекцию, и создана климатология потенциального сильного града в Европе с использованием основанного на ингредиентах подхода на базе 20-летнего ретроспективного моделирования. Сильный град в Европе выпадает преимущественно в южных регионах (до 40 раз в год на площади 10 000 км² вокруг Северной Италии) в период с мая по август. На суше он достигает пика с полудня до вечера, тогда как морские районы подвержены граду в любое время суток. В Средиземном море сильные ливни с градом наблюдаются в основном осенью: центральное Средиземноморье имеет самую высокую частоту среди всех исследованных регионов и может рассматриваться как неизвестный «узкий проход» града в Европе. Результаты, полученные с помощью модели высокого разрешения, очень хорошо согласуются с существующими климатологиями града, построенными на основе наблюдений, включая мелкомасштабные пространственные вариации. Авторы пришли к выводу, что их подход обеспечивает надёжный показатель для изучения будущих изменений сильного града в моделировании, допускающем конвекцию.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07227-w

Атмосферные реки являются проводниками синоптического масштаба для переноса тепла и воды к полюсу, что часто связано с экстремальными дождями. Используя наблюдения NASA за поверхностными тепловыми потоками и оценки климатических моделей, авторы обсуждают, являются ли атмосферные реки «реками», переносящими тепло и влагу на большие расстояния, или в основном локальной конвергенцией. Наблюдения показывают, что атмосферные реки уменьшают внетропические потоки поверхностной энергии даже на ранних стадиях развития. Это затухание приземных потоков во время существования атмосферных рек также моделируется в модели GISS-E2.1, дополненной ветрами реанализа (MERRA2). Кроме того, трассеры источника воды в GISS-E2.1 идентифицируют источник влаги для ~ 7500 атмосферных рек во всём мире в течение 2018–2022 гг. как расположенный дальше вверх по течению и к экватору по сравнению с климатологией. Эти результаты количественно показывают, что атмосферные реки получают относительно меньше влаги с поверхности под ними и больше с большего расстояния, чем в периоды отсутствия атмосферных рек.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GL105828

Сообщается, что смягчение антропогенного воздействия на климат приносит пользу биоразнообразию во всём мире. Однако эффект мер по смягчению антропогенного воздействия, основанных на крупномасштабных изменениях в землепользовании, может быть сосредоточен в регионах, где они вводятся, что приводит к региональным несоответствиям между усилиями по смягчению антропогенного воздействия и выгодами для биоразнообразия. Авторы оценили воздействие крупномасштабного внедрения биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода, а также лесонасаждения для достижения цели стабилизации климата, заявленной Парижским соглашением о глобальном и региональном биоразнообразии, с помощью интегрированной модели. Полученные результаты показывают, что усилия по смягчению антропогенного воздействия на климат могут принести пользу глобальному биоразнообразию независимо от крупномасштабной реализации наземных. Однако негативное воздействие мер по смягчению антропогенного воздействия на климат на биоразнообразие сконцентрировано в регионах с более высоким вкладом в изменение землепользования и секвестрацию углерода. Результаты подразумевают необходимость учитывать неравномерное региональное распределение выгод от смягчения антропогенного воздействия на климат, а также варианты смягчения, позволяющие избежать потери регионального биоразнообразия за счёт минимизации изменений в землепользовании.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01433-4

Повышение уровня моря влияет на прибрежные режимы наводнений и создаёт серьёзные проблемы для управления рисками наводнений, особенно на неохваченных наблюдениями побережьях. Чтобы решить проблему мониторинга повышения уровня моря в локальных масштабах, авторы предлагают систему определения порогов приливных паводков, которая использует методы машинного обучения для оценки порогов повышения уровня моря и порогов приливных паводков с относительно высоким пространственным разрешением (10 км) вдоль береговых линий на территории Соединённых Штатов. Предлагаемая система, дополняющая традиционные линейные и точечные оценки порогов приливных паводков и скоростей повышения уровня моря, может оценивать эти значения на неохваченных наблюдениями участках побережья. Эта система, обученная и проверенная на основе данных Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), демонстрирует многообещающие результаты со средней эффективностью Клинга-Гупты 0,77. Результаты могут повысить осведомленность сообщества о воздействии повышения уровня моря, документируя постоянный сигнал порогов приливных паводков и предоставляя полезную информацию для планирования адаптации. Полученные результаты стимулируют дальнейшее применение машинного обучения для достижения пространственно распределённых порогов.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-024-48545-1

Усиление приземного зимнего потепления над Северным Ледовитым океаном сопровождается выраженным усилением приземных ветров, воспроизводимых климатическими моделями и появляющихся в данных реанализа. Здесь влияние сокращения морского льда, изменения ветра на высоте и стабильность атмосферы рассматриваются на основе исторического сценария CMIP6 и сценария высоких выбросов, а также данных реанализа ERA5. Пространственные тенденции показывают, что усиление приземного ветра над внутренней частью Северного Ледовитого океана зимой в значительной степени обусловлено увеличением передачи импульса вниз из-за ослабления атмосферной стратификации. Напротив, усиление приземного ветра летом, по-видимому, в значительной степени обусловлено усилением ветров наверху, которое в будущем с высоким уровнем выбросов усугубляется за счёт уменьшения шероховатости поверхности из-за сокращения площади морского льда. В оба сезона различия в тенденциях скорости приземного ветра тесно связаны с тенденциями стабильности атмосферы. Модели предполагают, что к 2100 году нижняя тропосфера может стать столь же нестабильной зимой, как и летом, что подразумевает фундаментальное изменение режима арктического зимнего пограничного слоя.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01428-1

Динамика углерода (C) в бореальных хвойных болотах является в значительной степени недостаточно изученным компонентом круговорота углерода на водно-болотных угодьях. Авторы исследовали надземные и подземные запасы углерода, а также потоки углекислого газа (CO₂) и метана (CH₄) в вегетационный период из типичного бореального хвойного болота на севере Альберты, Канада, в 2022 году. Были собраны опись деревьев, биомасса подлеска и керны торфа на трёх участках более обширного болота, с шлейфами газовых потоков, размещёнными в доминирующих растительных сообществах. Наряду с измерениями потока углерода были измерены переменные окружающей среды, такие как глубина уровня грунтовых вод, температура почвы и фенология зелёных листьев подлеска в вегетационный период. Эти результаты показывают, что бореальные хвойные болота хранят большие объёмы органического углерода в своей биомассе и почве (134 кг С м^-2), что сравнимо с другими типами водно-болотных угодий и лесов, хотя 95% общего запаса углерода на рассматриваемом участке находилось в пределах содержащегося в почве органического углерода. Также обнаружено, что потоки CO₂ и CH₄ в подлеске указывают на то, что приземный слой участка является источником выбросов парниковых газов в атмосферу в течение вегетационного периода. Однако авторы не измеряли попадание лиственной подстилки, потоки парниковых газов от деревьев или чистую первичную продуктивность верхнего яруса, поэтому не могут сказать, является ли этот участок суммарным источником углерода в атмосферу. Это исследование даёт столь необходимое понимание динамики углерода в этих недооценённых экосистемах водно-болотных угодий, и авторы подчёркивают необходимость скоординированных усилий в бореальных регионах, чтобы попытаться улучшить инвентаризацию запасов и потоков углерода.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024JG008005

Ледниковый щит Гренландии теряет массу всё более быстрыми темпами. Значительная часть этой потери массы происходит из-за расхода льда, на который влияет тепловое воздействие океана. Ледниковый щит окружен тысячами периферийных, динамически разделённых ледников. Потеря массы этих ледников непропорционально высока, учитывая их незначительную долю в общей массе льда Гренландии. Авторы изучили значимость термического воздействия океана на эволюцию расхода льда в контексте этого контрастного поведения. Полученная оценка расхода льда с периферийных приливных ледников даёт довольно стабильное среднее значение по всей Гренландии, составляющее 5,40 ± 3,54 Гт/год за период 2000–2021 гг. Эволюция расхода льда и теплового воздействия океана неоднородна вокруг Гренландии. Наблюдается значительное общесекторальное увеличение расхода льда на востоке и значительное общесекторальное снижение на северо-востоке. Термическое воздействие океана демонстрирует значительное увеличение вдоль северного/восточного побережья, в то время как в остальном преобладают неизменные условия или понижение. Для Восточной Гренландии это подразумевает явное влияние теплового воздействия океана на расход льда. Точно так же обнаружено явное влияние на периферийных приливных ледниках с толстыми концами, которые похожи на выводные ледники ледникового покрова. На периферийных ледниках северо-восточной Гренландии эволюция расхода льда по неизвестным причинам противодействует тепловому воздействию океана.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-024-61930-6

Решение проблемы воздействия внезапных засух на взаимосвязь между водой и продовольствием требует понимания механизмов и движущих сил внезапных засух на уровне водораздела. Изучая климатические факторы, продолжительность засушливых и влажных периодов с 1980 по 2019 гг., авторы проанализировали пространственные и временные характеристики внезапных засух, уделяя особое внимание протяжённости территории, времени начала и продолжительности. Полученные результаты показывают существенные различия во внезапных засухах среди разных водосборов. Примечательно, что в водоразделах Южного полушария наблюдаются расширяющиеся, более быстро развивающиеся и продолжительные внезапные засухи, что согласуется с климатическими изменениями количества осадков и температуры. Кроме того, в масштабе водораздела начало и продолжительность внезапных засух в большей степени зависят от интенсивности (величины и изменчивости) климатических факторов, чем от средней продолжительности влажных и засушливых периодов. Однако протяжённость внезапных засух коррелирует как с климатическими условиями, так и с влажными и засушливыми периодами, подчёркивая связанность водоразделов. В конечном счёте, эти результаты указывают на необходимость исследований для понимания взаимодействия между внезапными засухами и характеристиками водосборов и того, как это проявляется в общем управлении водными ресурсами.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL109657

Структурная сложность лесного полога (СЛП) играет решающую роль в формировании продуктивности и стабильности лесных экосистем, но точная природа их взаимоотношений остается спорной. Авторы нанесли на карту глобальное распространение СЛП и выявили факторы, влияющие на её распространение, используя мировые данные обнаружения света и измерения дальности. Обнаружено, что СЛП преимущественно демонстрирует значительную положительную связь с продуктивностью и стабильностью лесных экосистем во всём мире, хотя между лесными экорегионами существуют существенные различия. Влияние СЛП на продуктивность и стабильность представляет собой сбалансированные результаты биоразнообразия и доступности ресурсов, дающие ценную информацию для понимания функций лесных экосистем. Установлено, что управляемые леса имеют более низкий уровень СЛП, но более мощное повышающее воздействие СЛП на продуктивность и стабильность экосистемы, чем нетронутые леса, что подчёркивает острую необходимость интеграции СЛП в разработку планов управления лесами для эффективного смягчения последствий изменения климата.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl1947