Краткосрочные экспериментальные исследования предоставили доказательства того, что разнообразие растений повышает устойчивость экосистем к засухам, что позволяет предположить, что оно может служить природным решением проблемы изменения климата. Однако остаётся неясным, являются ли эффекты разнообразия кратковременными или всё ещё сохраняются в естественных лесах в долгосрочной перспективе, чтобы гарантировать устойчивость стока углерода. Анализируя данные инвентаризации засушливых лесов Канады за 57 лет, авторы показывают, что продуктивность засушливых лесов снижалась в среднем на 1,3% за десятилетие в сочетании с временным повышением температуры и уменьшением доступности воды. Увеличение разнообразия функциональных признаков от минимального (монокультуры) до максимального значения увеличило продуктивность на 13%. Эти результаты демонстрируют потенциальную роль разнообразия функциональных признаков деревьев в смягчении воздействия изменения климата на леса засушливых земель. Признавая, что смягчение последствий изменения климата естественным путём (например, посадка деревьев) может быть лишь частичным решением, их долгосрочную (десятилетнюю) эффективность можно повысить за счёт увеличения разнообразия функциональных характеристик лесного сообщества.

Ссылка: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adn4152

За последние два десятилетия потеря массы ледникового щита Гренландии ускорилась, отчасти из-за ускорения движения ледников. Однако неопределённость в скорости, получаемая по спутниковым данным, затрудняет обнаружение внутренних изменений. Измерения на месте с использованием вех или GPS имеют меньшую неопределённость. Чтобы обнаружить изменения внутри, авторы повторили натурные измерения скорости движения ледникового покрова на поверхности в 11 исторических местах, впервые измеренных в 1959 году, расположенных выше по течению от Якобсхавн-Исбре, западная Гренландия. Показано, что скорость движения льда увеличилась на 5–15% во всех глубоководных участках. На нескольких участках наблюдается отклонение азимута потока на север на 3–4,5°. Недавнее появление сети крупных поперечных трещин на поверхности, разделяющих исторические сухопутные маршруты пополам, может указывать на фундаментальный сдвиг в местной динамике льда. Авторы предположили, что нестабильность ползучести – одновременное потепление и размягчение придонных слоёв льда – может объяснить недавнее ускорение и поворот при отсутствии заметных изменений в локальном движущем напряжении.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01322-w

Интенсификация сложных явлений жаркой и засушливой погоды из-за изменения климата является насущной проблемой, подчёркивающей необходимость точного анализа. Однако влияние различных сухих индикаторов на прогнозы этих событий не оценивалось количественно, а их важность не сравнивалась с другими источниками неопределённости. Авторы исследуют чувствительность прогнозируемых изменений в сложных явлениях жаркой и засушливой погоды к различным индикаторам засухи. Использованы данные из расчётов 22 моделей проекта CMIP6, чтобы охарактеризовать глобальные засушливые условия на основе осадков, стока, влажности почвы и многомерного индекса, объединяющего эти переменные с помощью трёхмерных связок. Эти результаты показывают большие различия в прогнозируемых изменениях вероятности сложных явлений жаркой засухи по разным индикаторам засухи. Хотя модельная неопределённость остаётся основным источником неопределённости для сложных прогнозов явлений жаркой и засушливой погоды, неопределённость, связанная с индикаторами засухи, также является существенной, превосходя неопределённость сценария в конкретных регионах.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s43247-024-01352-4

CROPGRIDS — это комплексный глобальный набор данных с географической привязкой, предоставляющий информацию о площади, занимаемой 173 сельскохозяйственными культурами за 2020 год с разрешением 0,05° (около 5,6 км на экваторе). Он представляет собой серьёзное обновление работы Monfreda et al. (2008), наиболее широко используемого ранее, доступного набора геопространственных данных, охватывающего 175 культур с базисным 2000 годом с пространственным разрешением 10 км. CROPGRIDS основывается на информации, первоначально предоставленной в работе Monfreda et al., и расширяет её, используя 27 избранных опубликованных наборов данных с координатной сеткой, субнациональные данные 52 стран, полученные от национальных статистических управлений, и статистику национального уровня 2020 года от FAOSTAT, обеспечивая более свежие уборочные и посевные (физические) площади для 173 культур на региональном, национальном и глобальном уровнях. Данные CROPGRIDS расширяют нынешний уровень знаний о пространственном распределении сельскохозяйственных культур, предоставляя полезные данные для исследований по моделированию и анализу устойчивости, имеющих отношение к национальным и международным процессам.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41597-024-03247-7

Хотя тенденции к росту среднеглобальной температуры очевидны в климатологических масштабах, местная температура в более коротких временных масштабах сильно колеблется. Авторы показывают, что вероятности таких флуктуаций характеризуются особой симметрией, свойственной малым системам, вышедшим из равновесия. Их почти универсальные свойства связаны с теоремой о флуктуациях и показывают, что прогрессирующее потепление сопровождается растущей асимметрией распределения температуры. Эти статистические данные позволяют спрогнозировать изменчивость глобальной температуры в ближайшем будущем в соответствии с прогнозами климатических моделей, давая новое представление о будущих экстремальных явлениях.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/37/9/JCLI-D-23-0273.1.xml

Ожидается, что изменение климата и связанные с ним экстремальные погодные явления (ЭПЯ) приведут к увеличению социального неравенства и неравенства в отношении здоровья. Тем не менее, пороговые значения ЭПЯ и связанные с ними стратегии адаптации не учитывают опыт уязвимых сообществ. В этом исследовании изучалось влияние ЭПЯ, основанных на температуре и осадках, на женщин в неформальных поселениях, в частности, учитывались ли метеорологические определения этих ЭПЯ и можно ли использовать данные самооценки воздействия для разработки пороговых значений. Авторы объединили метеорологические данные с данными ежемесячного исследования, собранными с сентября 2022 года по февраль 2023 года на основе вероятностной выборки из 800 женщин в двух неформальных поселениях в Найроби, Кения. Результаты показывают, что женщины испытывают воздействие на здоровье, экономику, окружающую среду, эмоциональное, социальное и имущественное положение. Пороговые значения ЭПЯ, используемые в настоящее время для раннего реагирования и обеспечения готовности, не отражают воздействия; и, хотя данные о воздействии, сообщаемые самими людьми, могут стать отличным первым шагом в процессе (пере)определения пороговых значений для некоторых ЭПЯ (например, основанных на осадках), необходимы дополнительные исследования и обсуждения с сообществами.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-01983-7

Точная оценка глобальных речных стока и запасов имеет решающее значение для информирования о практике управления водными ресурсами, но текущие оценки глобального речного стока демонстрируют значительный разброс, а оценки речных запасов остаются скудными. Оценкам речных стоков и запасов препятствует неопределённость в отношении поверхностного стока – ненаблюдаемой величины, обеспечивающей поступление воды в реки. Авторы использовали глобальные наблюдения за речным стоком и ансамбль моделей поверхности суши для создания глобально скорректированного с учётом датчиков ежемесячного набора данных о речных стоке и запасах. По их оценкам, глобальный средний объём речных запасов (± месячная изменчивость) составляет 2 246 ± 505 км³, а глобальный континентальный сток — 37 411 ± 7816 км³ год^-1. Полученные глобальные временные ряды запасов речной воды показывают, что время жизни потока является фундаментальным фактором, который может удвоить или вдвое сократить запасы речной воды и их изменчивость. Авторы также согласовали широкий диапазон предыдущих оценок месячной изменчивости глобального речного стока. Выявлены ранее недооценённые источники пресной воды в океане с Приморского континента (Индонезия, Малайзия и Папуа-Новая Гвинея), объём которых в 1,6 раза превышает объём воды в реке Конго, и продемонстрирована способность обнаруживать серьёзные антропогенные водозаборы.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41561-024-01421-5

Пожары являются ключевым компонентом глобального углеродного цикла, и люди меняют их характеристики. Мониторинг выбросов от пожаров важен для отслеживания этих изменений, а спутниковые наблюдения TROPOMI за диоксидом азота в тропосфере, окисью углерода и индексом поглощающих аэрозолей могут использоваться для количественной оценки и проверки точности и точности глобальных оценок выбросов от лесных пожаров на ежедневной основе. Авторы использовали наблюдения TROPOMI для оценки новой базы данных о выбросах пожаров на основе данных Глобального атласа пожаров для проекта Sense4Fire (GFA-S4F) и Глобальной системы пожарной ассимиляции (GFAS) системы мониторинга атмосферы Copernicus (CAMS) для ряда тестовых регионов по всему миру, представляющих наиболее важные типы лесных пожаров. Основное внимание уделяется биомам Амазонии и Серрадо (влажные тропические леса и вырубка лесов) в августе – сентябре 2020 года, но анализ также проводится для региона Африки к югу от Сахары (саванна), а также двух регионов Сибири (степи и бореальные леса/тундра). Выбросы от пожаров GFA-S4F и GFAS используются в качестве исходных данных для моделирования глобального состава атмосферы на основе IFS-COMPO, то есть расширения Интегрированной системы прогнозирования (IFS) ECMWF для моделирования состава атмосферы. Сравнение результатов модели с наблюдениями TROPOMI обеспечивает косвенную проверку реалистичности этих оценок выбросов. Кроме того, модель IFS-COMPO также используется для оценки модельной чувствительности общего содержания диоксида тропосферного азота к изменениям выбросов при пожаре. Это локальное соотношение используется для оптимизации выбросов NOx при пожаре непосредственно с использованием наблюдений за диоксидом азота Sentinel-5p. 

Результаты показывают, что для небольших пожаров оценки выбросов диоксида азота в среднем реалистичны, хотя и с большим разбросом, т.е. для отдельных пожаров выбросы могут быть значительно занижены или завышены независимо от базы данных о выбросах. Однако выбросы диоксида азота при крупных пожарах систематически и в значительной степени завышаются во всех четырёх регионах. Завышение может быть на порядок и даже больше. Для общих выбросов диоксида азота на территории эта «большая погрешность от пожаров» имеет второстепенное значение, т.е. в общих выбросах диоксида азота преобладают небольшие пожары. Оценки выбросов GFA-S4F характеризовались бо́льшим положительным смещением для случаев крупных выбросов NO₂ по сравнению с GFAS. Источник этой предвзятости не совсем понятен. Благодаря оптимизации выбросов NO₂ путём прямой корректировки выбросов с использованием наблюдений за диоксидом азота TROPOMI можно эффективно устранить значительную положительную погрешность. В сочетании с обновлённой информацией о выбросах NOx в почве, вызывающей слишком низкие фоновые уровни NOx, было достигнуто довольно хорошее согласие между IFS-COMPO и TROPOMI. 

Выбросы оксида углерода с использованием GFAS в целом были занижены (в среднем ~50 % для выбранных регионов). Обновление данных о выбросах окиси углерода в регионе Амазонки за счёт включения большего количества спутниковых данных Sentinel (GFA-S4F) действительно значительно уменьшило это смещение CO при пожаре (в среднем до ~ 25%). 

В целом результаты показывают, что данные TROPOMI позволяют систематически выявлять неопределённости и ошибки в выбросах пожаров на основе спутниковых данных. Результаты также показывают, что использование динамических коэффициентов выбросов может ещё больше улучшить глобальные кадастры выбросов, полученные со спутников. Кроме того, результаты также подчёркивают, что использование данных TROPOMI может быть гораздо более подробным и уточнённым для ежедневной оценки отдельных пожаров для лучшего понимания их динамики, а также для улучшения и диверсификации коэффициентов выбросов от пожаров.

Ссылка: https://egusphere.copernicus.org/preprints/2024/egusphere-2024-732/

В рамках второго этапа проекта «Региональная оценка и процессы углеродного цикла» (RECCAP2) авторы представляют оценку углеродного цикла Атлантического океана, включая Средиземное море, в период с 1985 по 2018 гг. с использованием биогеохимических моделей глобального океана (Global Ocean Biogeochemical Models, GOBM) и оценки, основанные на наблюдениях за парциальным давлением углекислого газа (CO₂) на поверхности океана (продукты pCO₂) и растворённым неорганическим углеродом в океане. Оценки долгосрочного среднего суммарного годового стока CO₂ в масштабах всего бассейна по данным GOBM и продуктов pCO₂, находятся в разумном согласии (-0,47 ± 0,15 ПгС год^-1 и -0,36 ± 0,06 ПгС год^-1 соответственно), причём более высокое поглощение в оценках на основе GOBM, вероятно, является следствием недостаточного представления естественной дегазации почвенного углерода. В GOBM поглощение CO₂ увеличивается со временем со скоростью, близкой к той, которую можно было бы ожидать от увеличения содержания CO₂ в атмосфере, но продукты pCO₂ оценивают скорость в два раза выше. Наибольшее расхождение в потоке CO₂ между GOBM и продуктами pCO₂ обнаружено к северу от 50° с.ш., что совпадает с наибольшим расхождением в сезонном цикле и межгодовой изменчивости. Средняя скорость накопления антропогенного СО₂ (C_ant) за 1994–2007 гг. в Атлантическом океане составляет 0,52 ± 0,11 ПгС год^-1 по данным GOBM, что на 28% ± 20% ниже, чем по данным наблюдений. Около 70% этого C_ant поглощается из атмосферы, а остальная часть импортируется из Южного океана посредством бокового переноса.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2023GB007862

Усвоение солнечной энергии на крышах имеет решающее значение для декарбонизации жилых помещений и зависит от её ценности для домохозяйств. Изменение климата, вероятно, повлияет на ценность солнечной энергии на крышах через воздействие на её выработку и потребность в охлаждении, но ни одно исследование не дало количественной оценки этого эффекта. В этом исследовании авторы количественно оценили влияние изменения климата на уровне домохозяйств на получаемую солнечную энергию на крышах и оптимальную с технологической точки зрения мощность путём интеграции эмпирических данных о спросе для более чем 2000 домохозяйств США в 17 городах, модельных расчётов оптимизации на уровне домохозяйств, а также данных с пространственной детализацией о погоде для исторического и будущего климата. Обнаружено, что изменение климата увеличит ценность солнечной энергии на крышах для домохозяйств до 19% и увеличит технологическую и экономически оптимальную мощность до 25% к концу века в соответствии со сценарием «Путь репрезентативной концентрации 4.5». Это повышенное значение устойчиво к городам, домохозяйствам, сценариям будущего потепления и структурам розничных тарифов. Исследователи, монтажники и политики должны учитывать эту растущую ценность, чтобы максимизировать ценность солнечной энергии на крыше для домохозяйств и систем.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41558-024-01978-4