根據(jù)科學(xué)家們的說(shuō)法,在過(guò)去50年里,北極地區(qū)的變暖速度是全球變暖平均速度的三倍。這種變暖融化了永久凍土,即永久凍結(jié)的北極土壤。
發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)上的一項(xiàng)新研究表明,極端的夏季降雨正在加速這一過(guò)程。由于氣候變暖,北極地區(qū)的極端降雨事件變得更加頻繁,永久凍土的融化速度可能比單純受氣溫上升的影響還要快。
永久凍土是北極生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ),也是地球的一大
碳匯系統(tǒng)。當(dāng)永久凍土融化時(shí),土壤將會(huì)失去其承載能力,此外,凍土中儲(chǔ)存的有機(jī)碳更容易分解成二氧化碳和甲烷等溫室氣體,從而導(dǎo)致全球變暖。通過(guò)永久凍土融化釋放溫室氣體會(huì)導(dǎo)致所謂的正反饋循環(huán),即自我強(qiáng)化過(guò)程——永久凍土融化,釋放溫室氣體,導(dǎo)致全球變暖加劇,然后又加劇永久凍土融化……陷入惡性循環(huán)。
但除了氣溫,北極地區(qū)的降水量也在增加。在冬季,這對(duì)永久凍土有負(fù)面影響,冬季較厚的一層雪具有隔熱作用,保護(hù)永久凍土不受極冷空氣的影響,因此不會(huì)冷卻太多。但人們對(duì)夏季降水的影響知之甚少。
雨水試驗(yàn)
瓦格寧根大學(xué)(WUR)植物生態(tài)與自然管理主席小組的研究人員在東北西伯利亞凍土帶進(jìn)行了一項(xiàng)灌溉試驗(yàn),以研究夏季極端降水對(duì)永久凍土的影響。博士候選人魯納·馬格努松(Rúna Magnússon)選擇了20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),并使用灑水器為一半的監(jiān)測(cè)點(diǎn)提供額外的水。該實(shí)驗(yàn)?zāi)M了一個(gè)非常潮濕的夏天對(duì)凍土的影響,對(duì)這些場(chǎng)地進(jìn)行了幾年的凍土融化深度和其他土壤和植被特征進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
平均而言,灌溉地的永久凍土融化速度加快了35%,使得更多的土壤易受土壤碳分解為溫室氣體的影響。一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)是,極端潮濕的夏天的影響持續(xù)了幾年,即使在灑水試驗(yàn)兩年后,灌溉場(chǎng)地下的永久凍土仍在快速融化。
瓦格寧根大學(xué)與斯德哥爾摩大學(xué)的研究人員合作進(jìn)行的另一項(xiàng)模型分析顯示,在高降雨和高氣溫并存的時(shí)期,永久凍土融化尤其迅速。馬格努松說(shuō):“在潮濕的夏天,永久凍土融化到更深處,我們并不感到驚訝,但這種影響會(huì)如此極端,持續(xù)數(shù)年,這真是出乎意料。”
低估氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)
隨著降水量的增加,在變暖的北極地區(qū),極端降水將變得更加頻繁,這些結(jié)果對(duì)永久凍土來(lái)說(shuō)是個(gè)壞消息。馬格努森解釋說(shuō):“如果我們只考慮到更高的溫度,我們就會(huì)低估氣候變化導(dǎo)致的永久凍土融化量,以及釋放的額外二氧化碳和甲烷量。”
“但在氣候模型中,我們很難現(xiàn)實(shí)地描述這種極端降水對(duì)永久凍土融化和溫室氣體排放的影響。這可能會(huì)導(dǎo)致我們低估永久凍土融化造成的未來(lái)溫室氣體排放,因此,我們將排放目標(biāo)保持在全球變暖的1.5或2度以內(nèi)可能過(guò)于樂(lè)觀。”
研究團(tuán)隊(duì)未來(lái)的研究工作有望揭示永久凍土對(duì)降雨的敏感性在多大程度上隨區(qū)域而變化,以便對(duì)未來(lái)的永久凍土融化做出更可靠的估計(jì)。