Чёрный углерод (ЧУ) играет важную роль в климатической системе из-за его сильного разогревающего эффекта, однако величина этого эффекта крайне неопределённа из-за сложного состояния смешивания аэрозолей. Авторы создали единую теоретическую основу для описания состояний смешивания чёрного углерода, связывая динамические процессы с распределением толщины покрытия ЧУ и демонстрируя его самоподобие для участков в различных средах. Установлено, что распределение по размерам частиц, содержащих ЧУ, подчиняется универсальному закону и не зависит от размера ядра ЧУ. На основе этого создан новый модуль состояния смешивания, который успешно применяется в глобальных и региональных моделях, что повышает точность оценок воздействия аэрозолей на климат. Эта теоретическая основа связывает наблюдения с моделированием как в описании состояния смешивания, так и в количественном определении поглощения света.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38330-x

Рекордная температура в сочетании с ожидаемым Эль-Ниньо может уничтожить морскую жизнь и увеличить вероятность экстремальных погодных явлений.
Мировой океан достиг нового рекорда температуры в 21,1ºC в начале апреля, что на 0,1ºC выше, чем последний рекорд в марте 2016 года. Несмотря на поразительность, эта число (см. ниже «Как нагревается океан») соответствует ожидаемому потеплению океана при изменении климата. Что примечательно, так это то, что оно произошло раньше, а не во время климатического явления Эль-Ниньо, которое, как ожидается, принесёт более тёплую и влажную погоду в восточную часть Тихоокеанского региона в конце этого года.
Это означает, что более высокие, чем в среднем, температуры океана, вероятно, сохранятся или даже повысятся, вызывая более экстремальные погодные условия и морские волны тепла, создающие проблемы для морской флоры и фауны, от кораллов до китов.
«Вероятно, в следующем году нас ждёт череда рекордных максимумов», — говорит Джош Уиллис (Josh Willis), океанограф из Jet Propulsion Laboratory НАСА в Пасадене, Калифорния. «Наступающий год будет «диким», если Эль-Ниньо действительно усилится».

Эль-Ниньо - Южное колебание (ЭНЮК) — это естественная циклическая климатическая структура. Во время фазы Эль-Ниньо ветры над Тихим океаном ослабевают или меняются на противоположные, что позволяет тёплым водам перемещаться на восток в Тихом океане. Эль-Ниньо имеет тенденцию совпадать с более тёплыми годами как в океане, так и на суше. Предыдущий рекорд в 21,0ºC, например, был зафиксирован во время очень сильного явления Эль-Ниньо. ЭНЮК в настоящее время находится в нейтральной фазе, выходящей из редкого по продолжительности трёхлетнего периода Ла-Нинья (фазы, противоположной Эль-Ниньо). Но ожидается, что Эль-Ниньо возникнет в этом году: по данным Всемирной метеорологической организации, вероятность его развития в период с мая по июль составляет 60%, а к октябрю — до 80%.

Возвращение «Blob»

Эндрю Лейзинг (Andrew Leising), океанограф из Юго-западного научного центра рыболовства Национального управления океанографии и атмосферы США (NOAA) в Ла-Хойя, Калифорния, ожидает увидеть необычно тёплые воды в Тихом океане у западного побережья США летом и осенью. Если Эль-Ниньо будет развиваться так, как ожидалось, добавляет он, «это может создать ситуацию, подобную той, что была в 2014–2015 гг., когда нас ударила волна тепла Blob», особенно большая и разрушительная морская волна тепла.
Морские волны тепла могут быть разрушительными для дикой природы и рыболовства. По словам Лейзинга, сильные волны тепла на тихоокеанском побережье США имеют тенденцию сжимать обитаемую зону для многих видов в узкую полосу вдоль побережья. Это может приблизить китов к берегу, когда они гоняются за едой, что может увеличить число столкновений с кораблями и запутывания в рыболовных снастях. Он добавляет, что, когда тёплые воды упираются в берег, в них может начаться вредоносное цветение водорослей, закрывающее промысел крабов и мидий. Но в настоящее время, говорит Лейзинг, вдоль западного побережья США наблюдается необычно сильный подъём холодной воды, который может несколько защитить от потепления в этом году.
В преддверии апрельской рекордной температуры океана в некоторых регионах Южного полушария, начиная с февраля, наблюдались морские волны тепла, в том числе в водах у побережья Перу и в Южном океане, говорит Бойин Хуан (Boyin Huang), океанограф, изучающий температуру поверхности моря в Национальном центре экологической информации NOAA в Эшвилле, Северная Каролина.
Особый стресс для кораллов приносит необычно тёплая вода. Почти все коралловые регионы в настоящее время испытывают удивительно высокие температуры, говорит Мэтью Ингланд (Matthew England), физик-океанограф из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия. «Что мы видим сейчас для коралловых рифов, так это то, что они подвергаются экстремальным температурам, и в результате не могут отрасти».
2016 год с рекордной температурой океана совпал с необычным глобальным обесцвечиванием кораллов, которое стало третьим известным явлением такого рода. Обесцвеченные кораллы, из которых вышли водоросли, придающие им цвет, имеют более слабое здоровье, и многие из них погибают.
«Вполне вероятно, что в этом году мы можем ожидать ещё одного глобального события обесцвечивания», — говорит Кристиан Вулстра (Christian Voolstra), изучающий кораллы в университете в Констанце, Германия. Он добавляет, что даже если Эль-Ниньо не установится в этом году, это произойдет достаточно скоро. «Это плохие новости, несмотря ни на что».

Теплеющая планета

Тёплые воды также физически менее способны удерживать растворённый кислород, что увеличивает нагрузку на морскую жизнь. «С потеплением океана и деоксигенацией доступная среда обитания для многих видов сокращается», — говорит Уильям Чунг (William Cheung), морской биолог из Университета Британской Колумбии в Ванкувере, Канада.
А высокие температуры океана могут вызвать экстремальные погодные условия. Необычайно тёплые воды у берегов Перу в этом году помогли «прокормить» интенсивные дожди и тропический циклон Яку — первый такой шторм, обрушившийся на этот район за последние десятилетия.
Всплеск температуры океана, зарегистрированный NOAA и, вероятно, самый высокий за более чем 100 000 лет, совпадает с другими тенденциями потепления. Например, в Южном полушарии в феврале 2023 года площадь морского льда достигла нового рекордно низкого уровня. Океан поглощает около 90% дополнительного тепла в климатической системе, возникающего в результате глобального потепления. Но поскольку для нагревания воды требуется больше энергии, чем для нагревания воздуха, температура поверхностного слоя воды повышается медленнее, чем температура приповерхностного воздуха.
«Этого бы не произошло без изменения климата», — написал в Твиттере Йенс Терхаар (Jens Terhaar), специалист по биогеохимическому моделированию океана из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе, в ответ на новости о новом температурном рекорде. «Мы находимся в новом климатическом состоянии, крайности — это новая норма».

Ссылка: https://www.nature.com/articles/d41586-023-01573-1

Центральная и Западная Азия и соседние с ней страны должны работать вместе для преодоления все более серьезных последствий изменения климата, которые могут привести к нехватке воды, дефициту продовольствия и даже конфликтам в регионе, об этом сегодня сообщил Азиатский банк развития (АБР). Евгений Жуков, Генеральный директор АБР по Центральной и Западной Азии сделал заявление на 56-м годовом собрании АБР, во время которого было презентовано обзорное исследование «ЦАРЭС 2030: Поддержка региональных действий по решению проблемы изменения климата», в целях изучения климатических проблем и возможностей в странах-членах Программы Центрально-Азиатского регионального экономического сотрудничества (ЦАРЭС). Ожидается, что изменение климата окажет серьезное воздействие на регион ЦАРЭС, который включает Центральную Азию, Монголию, Пакистан, Китайскую Народную Республику и Южный Кавказ. Согласно исследованию, повышение температуры выше среднего может привести к еще большему дефициту воды, расширению масштабов опустынивания и более экстремальным погодным явлениям, таким как наводнения и засухи. Являясь климатическим банком для стран Азии и Тихого океана, АБР поставил цель обеспечить 100 миллиардов долларов США в виде климатического финансирования с 2019 по 2030 годы.

Ссылка: https://dknews.kz/ru/v-mire/287248-deficit-vody-i-rasshirenie-opustynivaniya-grozyat

Арктика быстро нагревается, создавая серьёзную угрозу многолетней мерзлоте. Её деградация уже привела к значительному ущербу построенной арктической инфраструктуры, поставив под угрозу благополучие населения и работу промышленности. Прогнозируемое потепление климата ещё больше снизит способность многолетней мерзлоты поддерживать инфраструктуру, что потребует переосмысления методов строительства и освоения районов многолетней мерзлоты в будущем. В данной статье основное внимание уделяется трём арктическим регионам со значительным присутствием населения и инфраструктуры на многолетней мерзлоте в США (Аляска), Канаде и России. Изучается практика строительства в зоне многолетней мерзлоты в этих регионах, чтобы выявить передовой опыт и основные пробелы. Выявлены отсутствие стандартизированных, систематизированных руководств по строительству; отсутствие мерзлотно-геотехнического мониторинга в населённых пунктах; барьеры для включения климатических сценариев в планирование будущего; ограниченный обмен данными и небольшое число специалистов по многолетней мерзлоте как основные препятствия, ограничивающие устойчивость региона к изменению климата. Уточнение методов и стандартов строительства, внедрение оперативных систем мониторинга многолетней мерзлоты, разработка климатических прогнозов в локальном масштабе и интеграция местных знаний сведут к минимуму последствия деградации многолетней мерзлоты в условиях быстрого потепления климата.

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-023-01866-9

Наводнения 2021 года в Нидерландах, Бельгии и Германии, привлекшие внимание многих муниципалитетов по всей Европе, и особенно в сильно пострадавших немецких федеральных землях Северный Рейн-Вестфалия и Рейнланд-Пфальц, сформулировали более строгие требования к муниципалитетам, чтобы иметь возможность управлять этими чрезвычайными ситуациями. Карты рисков наводнений и сильных дождей являются важными инструментами в этом контексте, поскольку они служат основой для выявления рисков, а также для выбора подходящих мер по их минимизации, и в 2021 году в Германии Федеральное агентство картографии и геодезии впервые предоставило доступ к общегосударственной, межмуниципальной информационной карте сильных дождей для земли Северный Рейн-Вестфалия, на которой каждый гражданин узнает риски сильных дождей и наводнений. Таким образом, муниципалитеты, у которых уже были свои собственные карты сильных дождей, имели сравнительную возможность проверки соответствия, в то время как те, у которых ещё не было своей собственной карты сильных дождей, получили возможность воспользоваться этими ресурсами. Особенно в этом втором случае муниципалитеты и предприятия по очистке сточных вод нуждаются в надёжных практических советах о том, как классифицировать информацию с карт о последствиях дренажа, и эта статья призвана заполнить такой пробел, обобщая опыт 80 муниципалитетов, представленных в KomNetAbwasser, в работе с картами сильных дождей и обсуждении требований к их информативности. Кроме того, также предлагаются меры по минимизации рисков и их приоритезации с упором на выявление рисков, организационные задачи, планирование и реализацию действий, анализ карт опасностей, оценку рисков и выбор экстренных мер.

Ссылка: https://www.mdpi.com/2076-3263/13/5/134

В настоящее время признано и подтверждено, что озоновый слой защищает биосферу от опасного солнечного УФ-излучения, а также имеет важное значение для состояния глобальной атмосферы и климата. Наблюдаемое массовое истощение озонового слоя вынудило ввести ограничения на производство галогенсодержащих озоноразрушающих веществ Монреальским протоколом и его поправками и корректировками (МПП). Предыдущие исследования продемонстрировали успех Монреальского протокола и повысили осведомленность общественности о его необходимости. В этом исследовании авторы оценивают преимущества Монреальского протокола в отношении эволюции климата и озона, используя модель системы Земли SOCOLv4.0, включающую динамические модули для океана, морского льда, интерактивного озона и стратосферного аэрозоля. Анализируются результаты численных экспериментов, проведённых с учётом и без ограничения выбросов озоноразрушающих веществ. В экспериментах использованы сценарии CMIP6 SSP2-4.5 и SSP5-8.5. Подтверждаются предыдущие результаты о катастрофическом истощении озонового слоя и значительном потеплении климата в случае без ограничений МПП. Показано, что климатические эффекты МПП заключаются в дополнительном среднем глобальном потеплении до 2,5 К в 2100 г., вызванном прямым радиационным эффектом галогенсодержащих озоноразрушающих веществ, что сравнимо с большим потеплением климата, полученным по сценарию SSP5-8.5. Впервые раскрыты эффекты МПП на химический состав атмосферы и облачный покров. Реакция поверхностной температуры, осадков и полей морского льда была впервые продемонстрирована с помощью модели, имеющей интерактивную тропосферную и стратосферную химию. Обнаружены некоторые отличия в отклике климата по сравнению с моделью с предписанным озоном, которые следует рассмотреть дополнительно. Эта работа обновляет и дополняет предыдущие модельные исследования по количественной оценке преимуществ МПП для земной атмосферы и климата.

Ссылка: https://acp.copernicus.org/articles/23/5135/2023/

Наблюдения показывают, что морской лёд в Арктике сократился, а штормовая активность в средних широтах ослабла в летнее время в северном полушарии. В настоящее время неясно, влияет ли потеря арктического морского льда на летние штормы, поскольку большая часть предыдущих работ была сосредоточена на других сезонах. Авторы количественно оценивают влияние потери арктического морского льда на летние штормы в северном полушарии, используя моделирование равновесного и нестационарного климата. Моделирование равновесия показывает, что потеря арктического морского льда в середине-конце XXI века ослабит летние штормы, но только при наличии связи с океаном. В условиях взаимодействия с океаном градиенты температуры и атмосферной энергии от экватора к полюсу значительно ослабевают из-за увеличения поверхностного турбулентного потока в полярном регионе после исчезновения арктического морского льда. Моделирование переходных процессов показывает, что потеря морского льда в Арктике существенно не ослабляет летние штормы до конца XXI века. Кроме того, арктическое усиление, в котором в настоящее время преобладает потеря арктического морского льда, не оказывает существенного влияния на современное ослабление летних штормов.

Ссылка: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022GL102301

В последние десятилетия Арктика нагревалась быстрее, чем в среднем по миру, особенно зимой. Это объясняется различными причинами: недавние исследования подчёркивают важность усиленного нисходящего инфракрасного излучения, связанного с аномальным притоком тёплого влажного воздуха из более низких широт. Авторы изучают аномалии зимнего баланса поверхностной энергии (БПЭ) над арктическим морским льдом в синоптических масштабах времени, используя ERA5 (1979–2020 гг.). Представлен новый алгоритм для выявления областей с экстремальными положительными среднесуточными аномалиями БПЭ, позволяющий связать их с формированием событий пространственно-временного жизненного цикла. Большинство этих событий связано с крупномасштабным притоком из Атлантического и Тихого океанов, вызванным отклонением к полюсу траекторий штормов и блоков над северной Евразией и Аляской. События зарождаются вблизи кромки льда, где они имеют примерно равные вклады суммарной длинноволновой радиации и турбулентных потоков в положительную аномалию БПЭ. По мере продвижения событий вглубь Арктики аномалии БПЭ уменьшаются за счёт ослабления явных и скрытых аномалий потока тепла, а аномалия приземной температуры увеличивается с приближением к пику событий вместе с аномалией нисходящего длинноволнового излучения. Из-за этих временных и пространственных различий самые большие аномалии БПЭ не всегда связаны с самым сильным приземным потеплением. Таким образом, изучения только температурных аномалий может быть недостаточно для определения изменений морского льда. Это исследование подчёркивает важность турбулентных потоков в формировании аномалий БПЭ и нисходящей длинноволновой радиации в определении локального потепления поверхности. Следовательно, оба процесса должны быть точно представлены в климатических моделях.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/11/JCLI-D-22-0209.1.xml

Климатическая система реагирует на изменения в содержании атмосферных парниковых газов или аэрозолей посредством быстрых процессов, запускаемых в течение нескольких часов и дней, и посредством более медленных процессов, при которых полную реакцию можно будет увидеть лишь спустя столетия. В этой статье авторы стремятся выяснить механизмы, работающие во временных масштабах от часов до лет, чтобы лучше понять реакцию ключевых климатических величин, таких как потоки энергии, температура и осадки, на внезапное увеличение либо концентрации двуокиси углерода (CO₂), либо чёрного углерода (ЧУ) или сульфатных (SO₄) аэрозолей. Результаты основаны на идеализированных расчётах шести глобальных климатических моделей. Обнаружено, что эффект изменения температуры океана начинает проявляться через пару месяцев. Быстрое сокращение количества осадков начинается мгновенно и фиксируется всего через несколько дней. Для ЧУ они составляют большую часть равновесного отклика. Для CO₂ и SO₄ величина отклика осадков постепенно увеличивается по мере нагревания/охлаждения поверхности, а для CO₂ знак отклика меняется с отрицательного на положительный через два года. Быстрая корректировка облачности обычно устанавливается в течение первых 24 часов, и, хотя обратные связи облачности с CO₂ и SO₄ со временем усиливаются, географическая картина равновесного изменения облачности присутствует уже после первого года. Несмотря на различия в моделях, эта работа подчёркивает общее сходство основных изменяющихся во времени процессов и смоделированных реакций, и, следовательно, надёжность их ключевых характеристик на исторические и будущие антропогенные воздействия.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/11/JCLI-D-22-0513.1.xml

Ледяные щиты Гренландии и Антарктиды в последние десятилетия тают с ускорением. Можно ожидать, что талая вода из Гренландии инициирует реакцию климата, которая, возможно, отличается от реакции, связанной с талой водой Антарктики. Какая из них может вызвать большую реакцию климата и какие механизмы задействованы? Чтобы изучить эти вопросы, авторы применили функции отклика климата, чтобы провести серию экспериментов по возмущению количества талой воды с использованием полностью связанной модели климата. В обоих полушариях талая вода вызывает охлаждение атмосферы, расширение морского льда и укрепление ячеек Хэдли и Феррела. Талые воды Гренландии вызывают замедление атлантической меридиональной термохалинной циркуляции и охлаждение подповерхностного океана в северных высоких широтах. Талая вода Антарктики вызывает замедление образования антарктических донных вод и нагревание подповерхностного океана вокруг Антарктиды. Для скоростей таяния до 2000 Гт/год реакция климата является близкой к линейной. Однако по мере увеличения скорости таяния до 5000 Гт/год реакция климата становится нелинейной. Из-за коллапса атлантической меридиональной термохалинной циркуляции реакция климата является сверхлинейной при высоких скоростях таяния в Гренландии. Реакция климата является сублинейной при высоких скоростях таяния Антарктики из-за остановки распространения антарктического морского льда на север тёплыми поверхностными водами. Наконец, в линейном пределе использованы функции отклика климата и теория линейной свёртки, чтобы сделать прогноз важных климатических параметров в ответ на сценарии эволюции талых вод, предполагающие, что талые воды Антарктики станут основным фактором изменения климата, преобладая над талыми водами Гренландии.

Ссылка: https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/36/11/JCLI-D-22-0433.1.xml