Схематическая иллюстрация, показывающая усиление лесных пожаров из-за быстрого таяния вечной мерзлоты в более теплом климате. Кредит: Институт фундаментальных наук, Ин-Вон Ким
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications международной группой климатологов и экспертов по вечной мерзлоте, показывает, что, согласно новым расчетам компьютерной климатической модели, глобальное потепление ускорит таяние вечной мерзлоты и, как следствие, приведет к резкому усилению лесных пожаров в субарктических и арктических регионах северной Канады и Сибири.
Недавние тенденции наблюдений показывают, что теплые и необычно сухие условия уже усилили лесные пожары в арктическом регионе. Чтобы понять и смоделировать, как будущее антропогенное потепление повлияет на возникновение лесных пожаров, важно учитывать роль ускоренного таяния вечной мерзлоты, поскольку оно сильно контролирует содержание воды в почве — ключевой фактор в лесных пожарах.
Последние климатические модели не полностью учитывали взаимодействие между глобальным потеплением, таянием вечной мерзлоты в северных высоких широтах, почвенной водой и пожарами.
Новое исследование использует данные о вечной мерзлоте и лесных пожарах, полученные с помощью одной из самых всеобъемлющих моделей земной системы — Community Earth System Model. Это первая модель такого рода, которая комплексно охватывает связь между почвенной водой, вечной мерзлотой и лесными пожарами.
Чтобы лучше отделить антропогенный эффект увеличения выбросов парниковых газов от естественных изменений климата, ученые использовали ансамбль из 50 симуляций прошлого и будущего, охватывающих период с 1850 по 2100 год н. э. (сценарий выбросов парниковых газов SSP3–7.0), который был недавно проведен учеными из Центра физики климата IBS в Пусане (Южная Корея) и Национального центра атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо (США) на суперкомпьютере IBS Aleph.
Используя этот ансамблевый подход моделирования, команда продемонстрировала, что к середине-концу XXI века антропогенное таяние вечной мерзлоты в субарктических и арктических регионах будет довольно обширным. Во многих районах избыток почвенной воды может быстро стечь, что приведет к внезапному падению влажности почвы, последующему потеплению поверхности и высыханию атмосферы.
«Эти условия усилят лесные пожары», — говорит доктор Ин-Вон Ким, ведущий автор исследования и научный сотрудник-постдокторант в Центре климатической физики IBS в Пусане, Южная Корея. «Во второй половине этого века наши модельные симуляции показывают резкий переход от практически полного отсутствия пожаров к очень интенсивным пожарам всего за несколько лет», — добавляет она.
Эти будущие тенденции будут еще больше усугубляться тем фактом, что биомасса растительности, вероятно, увеличится в районах высоких широт из-за увеличения концентрации CO2 в атмосфере. Этот так называемый эффект удобрения CO2, таким образом, обеспечивает дополнительное топливо для огня.
«Чтобы лучше смоделировать будущую деградацию сложного ландшафта вечной мерзлоты, необходимо дополнительно улучшить мелкомасштабные гидрологические процессы в моделях земной системы с использованием расширенных наборов данных наблюдений», — говорит доцент Ханна Ли, соавтор исследования в Норвежском университете науки и технологий в Тронхейме, Норвегия.
«Лесные пожары выбрасывают в атмосферу углекислый газ, а также черный и органический углерод, что может повлиять на климат и оказать обратное влияние на процессы таяния вечной мерзлоты в Арктике», — говорит профессор Аксель Тиммерманн, соавтор исследования и директор ICCP и заслуженный профессор Пусанского национального университета.
«Однако взаимодействие между выбросами от пожаров и атмосферными процессами пока не полностью интегрировано в компьютерные модели земной системы. Дальнейшее рассмотрение этого аспекта станет следующим шагом».
Дополнительная информация: Ин-Вон Ким, Резкое увеличение арктическо-субарктических лесных пожаров, вызванное будущей вечной мерзлотой thaw, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51471-x. www.nature.com/articles/s41467-024-51471-x
Информация о журнале: Nature Communications
Предоставлено Институтом фундаментальной науки
