永久冻土层急剧融化加剧北极山火损失…釜山大学发布研究
IBS气候物理研究组进行100个过去与未来气候模拟
分析未来永久冻土融化影响:“21世纪北极山火将加剧”
有分析指出,随着全球变暖导致永冻土层融化加速,北半球极地地区的森林火灾将会增加,且损失将进一步加重。
釜山大学基础科学研究院(IBS,院长 Noh Doyoung)气候物理研究团团长 Axel Timmermann(兼釜山大学卓越教授)带领的研究团队,与气候及永冻土层专家合作,利用大规模气候模型模拟资料,预测了在全球变暖加速背景下森林火灾的增加情况,揭示了加拿大和西伯利亚永冻土层地区的森林火灾将急剧加剧。
从近期观测情况看,由于异常温暖干燥的状态,北极地区特大森林火灾的损失进一步增加。理解未来人类活动引发的全球变暖将对北极森林火灾发生产生何种影响,是气候变化问题中的重要课题。为此,有必要重点考虑作为森林火灾燃烧核心要素、且深受永冻土层影响的土壤含水量,以及永冻土层融化加速所起的作用。
但既有的森林火灾研究主要是基于气象条件计算火灾风险指数,相关研究中使用的气候模型,并未充分考虑全球变暖与永冻土层融化、土壤水分与森林火灾之间的相互作用以及植被变化等因素。
对此,IBS研究团队采用了最为全面的地球系统模型之一——综合地球系统模型(CESM,Community Earth System Model),用于永冻土层及森林火灾分析。该模型是首个将土壤水分、永冻土层和森林火灾过程进行综合耦合的模型。
IBS研究团队与美国科罗拉多国家大气研究中心(NCAR)联合研究团队,为了清晰区分自然因素导致的气候变化与人类活动(温室气体排放增加)带来的影响,利用IBS超级计算机“Aleph”开展了覆盖1850年至2100年的过去—未来大规模100成员集合模拟(SSP3-7.0温室气体排放情景),并从中选取了50个同一条件下的集合模拟资料进行分析,以便对机理进行清晰解释。
结果显示,在21世纪中后期,由于人类活动导致的变暖(温室气体排放增加),约有50%的永冻土地区将出现急剧的永冻土层融化。这会在许多地区迅速增加过量土壤水分的排出速度,导致土壤水分急剧减少;而干燥的土壤环境,尤其在夏季,会降低地表的蒸散作用,从而提高气温并使大气更加干燥。
IBS研究委员 Kim Inwon 表示:“这种土壤水分和大气的急剧变化会加剧森林火灾。我们通过模型模拟发现,那些几乎从未发生森林火灾的地区,可能在短短几年内就会骤然变成发生强烈森林火灾的地区。”他还解释称:“此外,人类活动导致的大气二氧化碳浓度增加会促进植物光合作用,从而增加高纬度地区的植被,这些增加的植被将充当森林火灾的燃料,进而加重火灾损失。”
IBS研究团团长 Axel Timmermann 表示:“森林火灾会向大气中排放二氧化碳、黑碳和有机碳。这不仅会影响气候,还可能再次影响北极永冻土层的融化过程。然而,目前地球系统模型尚未完全纳入森林火灾燃烧产物与大气之间的相互作用,因此我们今后计划在这一方面开展更加深入的研究。”
相关研究成果于9月25日(韩国时间0时)发表于国际学术期刊《Nature Communications》(《自然·通讯》,影响因子14.7)。
(自上方左侧起按顺时针方向)研究委员 Kim Inwon(第一作者)、研究团长 Axel Timmermann(共同作者)、研究委员 Kim Jieun(共同作者)、研究委员 Lee Soonseon(共同作者)。
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