Как потепление в Арктике ускоряет глобальное изменение климата

Три недавние статьи, написанные Тедом Шуром и другими исследователями в рамках Сети по изучению углерода вечной мерзлоты, исследуют биологические процессы в прогревающейся арктической тундре и дают представление о будущем этого региона по мере изменения климата.

Северные экосистемы, включая регион циркумполярной вечной мерзлоты, являются важным резервуаром органического углерода. Хотя этот регион занимает лишь 15% площади почв Земли, в нём хранится около трети мирового запаса почвенного органического углерода. В настоящее время экосистемы вечной мерзлоты нагреваются в три-четыре раза быстрее, чем остальная планета, что приводит к усилению углеродного цикла и увеличению экосистемного дыхания (выделения CO₂). Исследователи ожидают, что дополнительные выбросы из арктической вечной мерзлоты ускорят будущее изменение климата на 10–20%, а их влияние к 2100 году будет сравнимо с выбросами крупной промышленно развитой страны.

Эти будущие выбросы из вечной мерзлоты не учтены в целях Парижского соглашения, что означает необходимость более амбициозного сокращения глобальных и национальных выбросов углерода для достижения целевых температурных показателей.

Исследование дыхания

В одной работе, опубликованной в Nature Climate Change, анализ данных с 70 участков показал, что в экосистемах вечной мерзлоты потери углерода в осенне-зимний период достаточно существенны, чтобы компенсировать увеличение поглощения летом. "Мы видим, что районы вечной мерзлоты выделяют больше углерода осенью и в начале зимы, чем раньше", — сказала соавтор исследования Сью Натали.

В другой статье, опубликованной в Nature, данные 56 экспериментов по моделированию потепления на 28 участках тундры показали, что повышение средней температуры воздуха на 1,4°C и почвы на 0,4°C приводит к увеличению экосистемного дыхания на 30%. Оба исследования также указали на локальные факторы, такие как наличие воды и питательных веществ, влияющие на вариации в поглощении или выделении углерода.

"Эти данные, собранные в экспериментах по всему региону, дают нам представление о том, как Арктика будет действовать, ускоряя будущее изменение климата, по мере того как запасённый углерод вечной мерзлоты высвобождается в атмосферу", — отметил Тед Шур.

Десятилетия данных и их значение

Используя возросшее количество данных, в том числе собранных осенью и зимой, анализ в Nature Climate Change показал, что в экосистемах вечной мерзлоты потери углерода в невегетационный период превышают его поглощение в период роста. Другими словами, регион вечной мерзлоты становится источником углерода для атмосферы.

В третьей статье, опубликованной в Nature Climate Change, Шур и его соавторы объяснили последствия потери доступа к 27 российским исследовательским площадкам из-за вторжения в Украину. Полная сеть мониторинга углеродных потоков в Арктике охватывает 55% ландшафтного разнообразия региона. Создание 27 новых площадок в Северной Америке помогло бы восстановить до 80% информативности сети, но не компенсировало бы пробел в данных, поскольку некоторые экосистемы в России не имеют аналогов в Северной Америке.