Badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications przez międzynarodowy zespół klimatologów i ekspertów w dziedzinie wiecznej zmarzliny pokazuje, że – według nowych symulacji komputerowych klimatu – globalne ocieplenie przyspieszy topnienie wiecznej zmarzliny, a w rezultacie doprowadzi do gwałtownego nasilenia się pożarów lasów w regionach subarktycznych i arktycznych w północnej Kanadzie i Syberii.
Ostatnie trendy obserwacyjne sugerują, że ciepłe i niezwykle suche warunki już nasiliły pożary lasów w regionie Arktyki. Aby zrozumieć i symulować, w jaki sposób przyszłe ocieplenie antropogeniczne wpłynie na występowanie pożarów lasów, ważne jest rozważenie roli przyspieszonego rozmrażania wiecznej zmarzliny, ponieważ silnie kontroluje zawartość wody w glebie — kluczowy czynnik w pożarach lasów. Ostatnie modele klimatyczne nie uwzględniają w pełni interakcji między globalnym ociepleniem, rozmrażaniem wiecznej zmarzliny na północnych szerokościach geograficznych, wodą glebową i pożarami.
Nowe badanie wykorzystuje dane o wiecznej zmarzlinie i pożarach lasów wygenerowane przez jeden z najbardziej kompleksowych modeli systemu ziemskiego — Community Earth System Model. Jest to pierwszy tego typu model, który w zintegrowany sposób ujmuje sprzężenie między wodą glebową, wieczną zmarzliną i pożarami lasów. Aby lepiej oddzielić antropogeniczny wpływ rosnących emisji gazów cieplarnianych od naturalnie występujących zmian klimatu, naukowcy wykorzystali zespół 50 symulacji z przeszłości do przyszłości obejmujących okres od 1850 do 2100 r. n.e. (scenariusz emisji gazów cieplarnianych SSP3-7.0), który niedawno przeprowadzili naukowcy z IBS Center for Climate Physics w Busan (Korea Południowa) i National Center for Atmospheric Research w Boulder w stanie Kolorado (Stany Zjednoczone) na superkomputerze IBS Aleph.
Dzięki temu podejściu do modelowania zespołowego zespół wykazał, że w połowie lub pod koniec XXI wieku antropogeniczne rozmrażanie wiecznej zmarzliny w regionach subarktycznych i arktycznych będzie dość rozległe. W wielu obszarach nadmiar wody glebowej może szybko odpłynąć, co prowadzi do nagłego spadku wilgotności gleby, późniejszego ocieplenia powierzchni i wysychania atmosfery. „Te warunki będą nasilać pożary lasów” — mówi dr In-Won Kim, główna autorka badania i badaczka podoktorska w IBS Center for Climate Physics w Busan w Korei Południowej. „W drugiej połowie tego stulecia nasze symulacje modelowe pokazują nagłą zmianę z praktycznie zerowego poziomu pożarów na bardzo intensywne pożary w ciągu zaledwie kilku lat” — dodaje.
Te przyszłe trendy zostaną jeszcze bardziej pogłębione przez fakt, że biomasa roślinności prawdopodobnie wzrośnie w obszarach wysokich szerokości geograficznych z powodu wzrostu stężenia CO2 w atmosferze. Ten tak zwany efekt nawożenia CO2 zapewnia zatem dodatkowe paliwo do ognia.
„Aby lepiej symulować przyszłą degradację złożonego krajobrazu wiecznej zmarzliny, konieczne jest dalsze udoskonalanie małoskalowych procesów hydrologicznych w modelach systemów ziemskich przy użyciu rozszerzonych zestawów danych obserwacyjnych” — mówi adiunkt Hanna Lee, współautorka badania na Norweskim Uniwersytecie Nauki i Technologii w Trondheim w Norwegii.
„Pożary lasów uwalniają do atmosfery dwutlenek węgla oraz czarny i organiczny węgiel, co może wpływać na klimat i wpływać na procesy topnienia wiecznej zmarzliny w Arktyce. Jednak interakcje między emisjami pożarów a procesami atmosferycznymi nie zostały jeszcze w pełni zintegrowane z komputerowymi modelami systemu ziemskiego. Dalsze rozważenie tego aspektu byłoby kolejnym krokiem” — mówi prof. Axel Timmermann, współautor badania i dyrektor ICCP oraz wybitny profesor na Pusan National University.