сряда, 24 август 2011 г.

Огромни количества въглероден диоксид от вечната замръзналост до края на века

Милиарди тонове въглерод, хванати в капана на дълбоко замръзналата земя във високите географски ширина, могат да бъдат изпуснати в атмосферата до края на този век поради климатичните промени на Земята и продължаващото ускоряване на глобалното затопляне, показва ново изследване с компютърно моделиране.

Проучването също така констатира, че почвата в региони с висока ширина може да се превърне в източник на въглероден диоксид от края на 21 век, тъй като почвата се затопля в отговор на изменението на климата.

Изследването на екипа учени от Франция, Канада и Обединеното кралство се ръководи от Чарлз Ковен от Националната енергийна раборатория "Лорънс Бъркли" (Berkeley Lab), САЩ. Моделирането е осъществено на суперкомпютри с алтернативни източници на енергия в Комисията за атомна енергия на Франция.

Учените правят сравнение с модели, използвани от Междуправителствената експертна група от 2007 г. за борба с изменението на климата в четвъртият доклад за оценка, който установи, че изменението на климата ще предизвика ръст в растителността на високите ширини, водещ до изтегляне на повече въглерод от атмосферата, отколкото размразяването на вечната замръзналост ще освободи.

Но за разлика от по-ранните модели, новият модел включва подробни процеси как въглеродът се е натрупвал в почвата над хилядолетия и как той напуска дълбоко замръзналата земя при затоплянията. Тъй като това включва тези процеси, моделът започва с много повече въглерод в почвата, отколкото предишните модели. Той също така по-добре представя уязвимостта на въглерода от разлагане след затоплянето на почвата.

В резултат на това новият модел се установи, че увеличаването на въглероден прием от повече растителност ще бъде засенчено от много по-голямото количество въглерод, изпуснато в атмосферата.

"Процесите в дълбоко замръзналата земя се оказват много важни", казва Ковен. "Старите модели драстично подценяваха размера на въглерод в почвата във високите географски ширини, защото им липсваше количествена иформация за процесите на въглеродно натрупване. Нашият модел започва с повече въглерод в почвата, така че има много повече за губене при глобалното затопляне."

Ковен и колегите му са изчисли колко въглероден диоксид и метан може да бъде освободен от бореалните сухоземни екосистеми на Арктика като резултат от изменението на климата. Тези региони са от решаващо значение за глобалния въглероден цикъл, защото те са богати на органичен въглерод, трупан в замръзналите почви и торфени пластове в продължение на хиляди години.

Голяма част от този въглерод в момента е в капан и не участва в кръговрата. Но учените смятат, че част от него може да бъде освободена в отговор на глобалното затопляне и да влезе в положителна обратна връзка с глобалното изменение на климата.

Учените проследяват как въглеродът реагира в различни слоеве - както на повърхността, така и на 30 см дълбочина. Те също отчитат скоростта на разлагане на органичните съединения в почвата, като функция от температурата на граница замразяване-размразяване, която потъва все по-дълбоко и по-дълбоко, тъй като почвата се затопля. Други подобрения включват физиката на почвата и по-реалистично улавяне на ефектите в органичната материя. Повечето от другите модели не отразяват всички тези явления.

За да се определи как тези процеси се отразяват на баланса на въглеродния диоксид и метана в почвите от високите ширини, учени направиха четири симулации от 1860 до 2100 година, всяка с различен асортимент на процесите. Сценарият за промяна в климата предизвиква нарастване с 8 градуса по Целзий до 2100 г. в повърхността на почвата, които са много по-големи от глобалното средно затопляне.

Най-добрата прогнозна оценка е симулация, която включва всички процеси на почвата на вечната замръзналост. Тази версия е еквивалентна на допълнителни 7,5 години на глобални антропогенни емисии на въглерод по днешния курс. Симулацията също намери само леко увеличение в освобождаването на метан, което е в противоречие с предишни прогнози.

"Хората имат тази идея, че при размразяване на дълбоко замръзналата земя ще се освободи метан", казва Ковен. "Но дали въглеродът идва като въглероден диоксид или метан зависи от хидрологията и други точни процеси, така че моделите са един беден способност за разкриване. Възможно е затоплянето във високите географски ширини да води до засушаване в много региони и намаляване на метановите емисии, и в действителност това е, което открихме."

Ковен добавя, че има голяма несигурност в моделите, които трябва да бъдат разгледани и с ролята на азота като обратни връзки, които влияят на растежа на растенията. Той казва, че са необходими повече изследвания, за да се разберат по-добре процесите, които са причина въглеродът да бъде освободен от постоянно замразени, сезонно замразени и размразени почвени слоеве.

Няма коментари:

Публикуване на коментар