随着气候变暖,北极圈的雷击将增加一倍以上,导致野火增加,气候变暖

闪电在云

加州大学欧文分校领导的研究小组报告称,闪电数量的增加将导致北极圈上空的野火和变暖。

2019年,阿拉斯加国家气象局(National Weather Service)报告称,在北极300英里范围内发现了第一次已知的闪电。在北极圈上空,雷击几乎闻所未闻,但由加州大学欧文分校研究人员领导的科学家们在该杂志上发表了一项新研究自然气候变化详细说明了随着气候继续变暖,到本世纪末,北极雷击将在北部地区增加大约100%。

“我们预测了高纬度北方森林和北极苔原地区的闪电将如何改变北美和欧亚大陆,”领导这项新工作的UCI地球系统科学部研究科学家杨晨说。“闪电反应的规模让我们感到惊讶,因为中纬度地区的预期变化要小得多。”

这一发现让我们得以一窥随着地球持续变暖,北极即将发生的变化;它表明,北极地区夏季的天气预报将更接近今天在遥远的南方看到的天气,那里雷暴更常见。

詹姆斯·兰德森是UCI地球系统科学系的教授,也是这项研究的合著者之一美国国家航空航天局2015年是阿拉斯加州野火发生的极端年份。“2015年是一个特殊的火灾年,因为火灾数量创纪录,”兰德森说。“让我们想到的一件事是,闪电造成了破纪录的火灾数量。”

这促使陈研究了超过20年的NASA卫星数据关于北方地区的闪电,并建立了闪电率和气候因素之间的关系。通过利用联合国使用的多种模型对未来气候进行预测,该小组估计,由于大气对流增加和更强烈的雷暴,雷击数量显著增加。

一次闪电撞击可能会打开一个潘多拉的盒子,里面装满了相关的麻烦。火灾烧毁了短草、苔藓和灌木,而这些都是北极苔原生态系统的重要组成部分。这些植物覆盖了大部分的景观,它们的作用之一是阻止树木的种子在土壤中生根。然而,在一场大火烧毁了低洼的植物后,树木的种子更容易在裸露的土壤上生长,从而使森林向北扩展。常绿的森林将取代通常被雪覆盖的景观;白雪的白色会将阳光反射回太空,而深色的森林会吸收太阳能,进一步使该地区变暖。

更麻烦的是:更多的火灾意味着更多的永久冻土——定义了北极大部分地貌的永久冻土——将融化,因为火灾会剥去保护土壤的绝缘苔藓和死有机物。永久冻土储存了大量的有机碳,如果这些碳从冰中融化出来,将转化为温室气体二氧化碳和甲烷,这些气体释放出来后,将加剧全球变暖。

4月5日星期一,由兰德森领导的另一项研究发表在《地球物理研究杂志》上,该研究描述了放大的北极变暖和格陵兰冰盖融化将如何扰乱周围海洋的食物网。

现在,陈和安德森说,科学家们需要开始更多地关注北极闪电袭击的频率,这样他们就可以判断未来几十年的情况如何发展。

“这种现象是非常偶发的,很难在很长一段时间内准确测量,”兰德森说。“在北极圈上空出现闪电是非常罕见的。他希望,他们的研究结果将激发对新的卫星任务的呼吁,这些任务可以监测北极和北纬地区的雷击及其可能引发的火灾。

2019年,阿拉斯加国家气象局发布了一份关于北极雷击的特别声明。然而,到本世纪末,这些声明可能很难成为头条新闻。

2021年4月5日自然气候变化
DOI: 10.1038 / s41558 - 021 - 01011 - y

这项工作由美国能源部科学办公室、美国宇航局跨学科科学和碳监测系统项目以及美国能源部的下一代生态系统实验北极项目资助,包括来自美国能源部的研究人员加州大学伯克利分校;劳伦斯伯克利国家实验室;哈佛大学和阿姆斯特丹自由大学。

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