Полевые исследования NASA изучают признаки изменения климата в Арктике и бореальных регионах
С воздуха Аляска выглядит нетронутой дикой природой, но при ближайшем рассмотрении ученые видят явные признаки антропогенных изменений: проседания земли, наклоненные деревья, новые пруды. С 2015 года ученые в рамках эксперимента NASA Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) изучают, как изменение климата влияет на далекие северные регионы Земли.
Арктика подвержена влиянию изменения климата сильнее большинства других регионов планеты. Летом 2022 года команда ABoVE исследовала таяние вечной мерзлоты, выбросы метана из озер и последствия лесных пожаров на Аляске и в северо-западной Канаде, используя приборы на самолетах и наземные измерения.
"ABoVE — это крупномасштабное исследование изменений окружающей среды, а не только климата, — говорит Питер Гриффит, исследователь цикла углерода из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. — И мы делаем это так, как может только NASA: изучая этот регион от листа до орбиты".
Изучение арктических изменений с воздуха и из космоса
Ключевой компонент ABoVE — авиационная кампания с использованием самолета NASA Gulfstream III, оснащенного радаром с синтезированной апертурой UAVSAR. Он позволяет точно определять форму поверхности земли и воды даже сквозь облака и растительность. Ежегодные облеты, в том числе над пожарами, позволяют сравнивать данные с воздуха и земли и отслеживать эволюцию ландшафтов.
Данные UAVSAR служат примером того, как будут выглядеть данные будущего спутника NISAR — совместной миссии NASA и Индийской организации космических исследований. NISAR, часть будущей Наблюдательной системы Земли NASA, позволит глобально и круглогодично изучать критические процессы, такие как образование метановых "горячих точек" и таяние вечной мерзлоты.
Таяние вечной мерзлоты создает новые озера и источники метана
Вечная мерзлота, покрывающая большую часть Аляски и северо-западной Канады, тает с ускоряющейся скоростью. Это меняет ландшафты, повреждает инфраструктуру и создает новые пруды и озера. Талые воды заполняют образующиеся провалы. Кроме того, потепление активизирует микробы, которые разлагают оттаявшую органику, выделяя мощный парниковый газ — метан, который пузырьками поднимается к поверхности водоемов.
Большинство существующих озер в регионе имеют возраст в сотни или тысячи лет, и микробы в них уже разложили доступную органику. Новые же озера, такие как Большое Троповое озеро (Big Trail Lake) недалеко от Фэрбанкса, являются важными объектами изучения.
"Озера, подобные Большому Троповому, — новые, молодые и важные, потому что они показывают, что будет происходить в будущем по мере изменения климата и таяния вечной мерзлоты", — объясняет эколог Кейти Уолтер Энтони из Университета Аляски в Фэрбанксе.
Арктические и бореальные пожары становятся более экстремальными
Наблюдения с воздуха и земли критически важны для понимания растущего воздействия лесных пожаров на арктические и бореальные ландшафты. По мере изменения климата пожары в этих районах становятся крупнее, чаще и суровее, что затрудняет восстановление экосистем, меняет растительность и ускоряет таяние вечной мерзлоты.
Пожары на Аляске и в северо-западной Канаде имеют особенности: иногда горит сама почва (торфяной слой над вечной мерзлотой), а удаленные возгорания часто позволяют гореть естественным образом. Это дает ученым "натурный эксперимент". Команда ABoVE несколько лет проводила облеты мест недавних пожаров, таких как пожар у Шовел-Крик (2019), пожар у Янкович-Роуд (2021) и пожар у Контакт-Крик (май 2022), чтобы увидеть как немедленное воздействие, так и реакцию экосистем.
"Эти тундровые пожары настолько редки, что у нас не всегда есть хорошая возможность их изучать", — отмечает Лиз Хой, исследователь лесных пожаров из NASA Goddard.
Ученых интересуют не только локальные последствия для экосистем, но и то, как пожары могут быть вызваны изменением климата или сами способствовать ему.