Признаки недооценки роли экстремальных погодных явлений в углеродном балансе побудили ученых из восьми стран запустить проект CARBO-Extreme. Впервые систематическому изучению подверглись последствия различных экстремальных климатических явлений для лесов, болот, травяных ландшафтов и пахотных земель во всем мире.Спутники и записывающие станции фиксируют экстремальные явленияИсследователи, работающие с Маркусом Райхштейном, использовали разные подходы к своему исследованию с точки зрения экосистемы.
Спутниковые снимки с 1982 по 2011 год показали, сколько света поглощают растения, чтобы они могли осуществлять фотосинтез. Исходя из этого, они смогли определить, сколько биомассы в рассматриваемой экосистеме накапливается во время или после экстремального погодного явления. Исследователи также использовали данные глобальной сети из 500 станций регистрации, некоторые из которых работают более 15 лет, которые регистрируют концентрации углекислого газа и воздушные потоки в атмосфере на высоте нескольких метров над землей или в лесных пологах. Расчеты на основе этих значений показывают, сколько углерода экосистема поглощает и выделяет в виде диоксида углерода.
Затем команда ввела различные показания в сложные компьютерные модели, чтобы рассчитать глобальное влияние экстремальных погодных условий на углеродный баланс. Модели показали, что эффект действительно экстремален: в среднем растительность поглощает на 11 миллиардов тонн углекислого газа меньше, чем в климате, который не испытывает экстремальных явлений. «Это примерно эквивалентно количеству углерода, улавливаемого в земной среде каждый год», — говорит Маркус Райхштайн. «Следовательно, это ни в коем случае нельзя пренебрегать».Особенно сильно засухи поражают растительностьЗасухи, аномальная жара, штормы и сильные дожди еще не стали более частыми и заметными как следствие антропогенного изменения климата.
Однако многие исследователи климата ожидают, что они это сделают в будущем. Это будет означать, что в атмосфере будет больше углекислого газа в результате экстремальных погодных условий.В частности, периоды экстремальной засухи значительно сокращают количество углерода, поглощаемого лесами, лугами и сельскохозяйственными угодьями. «Мы обнаружили, что не сильная жара вызывает наибольшие проблемы для углеродного баланса, а засуха», — объясняет Маркус Райхштайн.
Он и его коллеги ожидают, что экстремальные погодные явления будут иметь особенно выраженные, разнообразные и долгосрочные последствия для лесных экосистем. Засуха может не только вызвать немедленный ущерб деревьям; это также может сделать их менее устойчивыми к вредителям и огню.
Также бывает, что лес восстанавливается после пожара или урагана гораздо медленнее, чем другие экосистемы; действительно, луга совершенно не подвержены сильным ветрам.Исследователи также обнаружили, что серьезные нарушения поглощения углерода распространяются по так называемому степенному закону, например, лавины, землетрясения и другие катастрофические события.
Это означает, что несколько крупных событий доминируют в общем глобальном эффекте, в то время как более частые более мелкие события, происходящие по всему миру, играют гораздо менее значительную роль.Экстремальные погодные явления все еще очень редки, но необходимы дополнительные исследованияИсследователи планируют больше исследований, чтобы лучше понять последствия экстремальных явлений. Например, они хотят исследовать реакцию различных экосистем в лабораторных и полевых экспериментах. «Эти эксперименты уже проводились, но в основном они рассматривают только экстремальные явления, которые происходят раз в 100 лет», — объясняет Майкл Бан, партнер проекта из Университета Инсбрука. «Мы также должны учитывать события, которые до сих пор происходили только один раз в 1000 или даже 10 000 лет, потому что они, вероятно, станут намного более частыми к концу этого столетия».
Исследователи также предполагают, что во время засухи или шторма спутники будут направлены на рассматриваемую территорию как можно быстрее, чтобы можно было зафиксировать немедленный эффект наряду с долгосрочным воздействием.Однако исследования настоящего исследования показывают, что последствия экстремальных погодных явлений могут иметь далеко идущие последствия. «Поскольку экстремальные климатические явления уменьшают количество углерода, поглощаемого наземными экосистемами, а количество углекислого газа в атмосфере продолжает увеличиваться, это может привести к более экстремальным погодным условиям», — объясняет Маркус Райхштайн. «Это был бы самоусиливающийся эффект».