czi传感器 科学家表示，北极积雪的加深推动了温室气体的排放
科学家表示，北极积雪的加深推动了温室气体的排放
科学家表示，北极积雪的加深推动了温室气体的排放
阿拉斯加Toolik野外站的ITEX雪栅栏实验。在流感大流行期间，UCI的Claudia Czimczik和同事们仍然找到了一种方法，利用UCI建造的排放探测器在该站收集数据。阿曼达·杨/图里克野外站
人为造成的气候变化正在缩短北极地区的积雪期。但根据加州大学欧文分校(University of California, Irvine)地球系统科学家领导的一项新研究，北极部分地区的积雪厚度比正常情况下要深，而厚雪正在推动长期冻结的永久冻土碳储备的融化，并导致二氧化碳和甲烷等温室气体的排放增加。
地球系统科学教授、该研究的主要作者克劳迪娅·齐姆齐克(Claudia Czimczik)说:“这是我们第一次直接测量古代碳全年动员的长期实验，以表明较深的雪有可能相当快地动员土壤深处的碳。”该研究发表在《AGU Advances》上。“不幸的是，它支持了这样一种观点，即永久冻土的碳排放将加剧已经上升的大气二氧化碳水平。”
这项研究的实地工作是在阿拉斯加图里克湖的国际冻土带实验(ITEX)进行的，该实验于1994年由阿拉斯加大学的研究联合主要作者杰夫·威尔克(Jeff Welker)开始。威尔克解释说，这个实验的最初目标是了解更深的雪会如何影响北极苔原生态系统。
在过去的几年里，UCI和阿拉斯加的联合团队在ITEX遗址进行了实地考察，发现一个共同的北极生态系统——苔原丛——已经变成了一个古老的二氧化碳的全年来源。这是由于埋在雪下的永久冻土融化的结果，自1994年以来，积雪的深度是平均长期积雪深度的三到四倍。
当研究开始时，威尔克的团队和气候科学家都没有想到，更深的雪实验处理会导致永久冻土如此迅速的融化。
威尔克说:“这些发现表明，阿拉斯加北极永久冻土的稳定性，可能在全球范围内，可以对北极冬季降雪条件的变化做出相当迅速的反应，那里的冬季可能长达8个月。”“像这样的冬季气候反馈是苔原的一个特征，以前没有被认识到，也没有被充分认识到。”
齐姆齐克解释说，研究小组的发现表明，即使人类立即停止排放二氧化碳等导致地球变暖的气体，北极地区的排放仍将继续。
他说:“这意味着，如果气候模型是正确的，观测结果继续显示降雪增加，那么除了强烈的变暖之外，降雪将大大加速永久冻土的排放。”“当我看到数据时，我非常担心。”
到目前为止，帮助政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on climate change)等组织预测不同气候变化情景的气候变化模型并没有将永久冻土的排放考虑在内，部分原因是这些排放难以量化。但是Czimczik和她的团队在UCI建造了传感器，并能够直接测量北极地区永久冻土的碳排放。
“我们不确定我们是否能够在野外看到永久冻土的碳排放，”Czimczik说。“然而，我们甚至可以在夏季看到古代的碳排放，”当植物的碳排放应该占主导地位时。
前加州大学洛杉矶分校地球系统科学博士生肖恩·佩德龙和阿拉斯加大学博士后研究员格斯·杰斯珀森于2019年访问了该地点，安装了传感器。
“在遥远的北极收集数据相当困难，但也非常令人难忘，”佩德龙说。“古代碳在被雪隔绝的土壤中被动员的结果是我们在早期工作中所期望的，但我们也惊讶地发现，在积雪增强的地区，总体上的碳含量要高得多。”
杰斯珀森说:“在北极进行近30年的实验，尤其是一个关注冬季条件的实验，是非常罕见的。”“这个时间框架为我们提供了一个独特的窗口，让我们了解未来北极的一种可能性，见证和记录生态系统的变化，这些变化都是由地面上更多的雪造成的，这让人清醒。”
当前的气候变化正在导致北极大部分地区的冰雪消融。但是，导致退缩的变暖也导致了蒸发的增加，从而导致了某些地区的降水。更深的雪就像毯子一样，将夏天变暖的地面与冷空气温度隔绝开来。这导致永久冻土解冻，使微生物能够消耗先前冻结的有机物质，并在此过程中释放出使地球变暖的气体。
“永久冻土排放很可能比我们预期的要早，”齐姆齐克说。
Czimczik补充说，她希望人们对自然排放威胁的认识日益提高，将进一步鼓励人们遏制人类控制的其他来源的排放。“对于个人、首席执行官和政府来说，这是一个减少排放和投资碳捕获解决方案的机会，我们需要做得比我们想象的更好，因为永久冻土的排放将使我们无法实现温室气体和温度目标。”
更多信息:S. A. Pedron等，更多降雪加速北极永久冻土遗留碳排放，AGU进展(2023)。av000942 DOI: 10.1029/2023
期刊信息:AGU Advances
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