Растущие выбросы углерода в Арктике могут остаться незамеченными

Новое исследование под руководством NASA показало, что как минимум в части Арктики ученые не так хорошо отслеживают изменения в содержании углекислого газа в течение долгих темных зимних месяцев, как во время короткого лета. Это вызывает беспокойство, поскольку рост арктической растительности может выступать в роли тормоза для глобального потепления, удаляя углерод из атмосферы, но растущие выбросы в холодный сезон могут пересилить этот эффект и ускорить потепление.

Исследование под руководством Николаса Паразу из Лаборатории реактивного движения NASA сравнивает наши возможности наблюдать за ростом зимних выбросов CO₂ и увеличением летнего поглощения углерода. Холодо-сезонные выбросы в основном происходят из глубоких слоев почвы, которые сохраняют достаточно летнего тепла, чтобы оставаться талыми после замерзания поверхности осенью. По мере потепления климата эти слои будут оставаться незамерзшими все дольше, высвобождая больше углерода. Для ученых крайне важно тщательно отслеживать эти выбросы.

Однако мониторинг CO₂ на Крайнем Севере сложен. Большая часть Аляски слишком удалена для наземных измерений. Спутниковые и авиационные измерения заполняют эти пробелы, но данные с больших высот захватывают CO₂, принесенный из источников далеко за пределами Арктики, что затрудняет обнаружение локальных изменений.

Паразу и его коллеги провели серию симуляций с глобальной моделью прогноза углерода. Они использовали данные авиационных измерений, собранные с 2009 по 2013 год в рамках эксперимента NASA CARVE и сети NOAA, а также спутниковые данные японского GOSAT. Исследователи обнаружили, что во всех измерениях преобладал углерод из отдаленных источников — лишь 10% приходилось на Аляску. Однако, исключив измерения с больших высот, команда установила, что CO₂ на малых высот примерно наполовину имеет локальное происхождение, что облегчает его отслеживание.

Исследование предполагает, что ключом к мониторингу является круглогодичное проведение авиационных измерений по всему штату, однако в настоящее время такой постоянной программы на Аляске не существует. Ученые пришли к выводу, что расширенная сеть авиационных измерений может обеспечить необходимое покрытие, чтобы будущие выбросы не остались незамеченными.

«Мы знаем, что [Арктика] имеет потенциал к изменениям из-за потепления и таяния вечной мерзлоты, и эти изменения будут иметь глобальные последствия, — сказал Паразу. — Наши результаты показывают, что мы можем использовать авиационные данные, чтобы обнаружить эти изменения всего за 30 лет».

Статья «Detecting Regional Patterns of Changing CO₂ Flux in Alaska» опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.