Потепление климата в Арктике?
Лесные пожары – довольно частое явление для Сибири. Почему ученые обеспокоены нынешними температурными рекордами?
Температура воздуха в Арктике в июне этого года бьет все рекорды. В сибирском городе Верхоянск она достигла 38 ºС. Исследователи еще работают над подтверждением результатов, но такая температура может стать рекордной для Северного полярного круга (СПК) с начала ведения учета в 1885 году. В том же городе существует рекорд самой низкой температуры для СПК: в 1892 году она составила минус 67,7 ºС.
В целом, 2020-й может стать самым жарким годом с начала регистрации температур. Специалисты не первый год отмечают быстрое потепление климата в Арктике, но даже по этим стандартам июньская волна жары стала явлением из ряда вон выходящим.
Почему она так взволновала ученых? Является ли это очередным доказательством глобального потепления или все в пределах нормы?
Прологом аномальной жары считаются лесные пожары, которые происходили на территории Сибири в 2016–2019 годах. В целом пожары – нормальное явление для арктической экосистемы. Они играют важную роль в размножении и регенерации деревьев. В сухие летние месяцы они могут заходить за Северный полярный круг, однако огненные штормы последних лет были необычайно сильными и происходили вблизи населенных пунктов. Они сожгли рекордную по площади территорию, смог от них добирался не только до Новосибирска, но и до Северной Америки.
Пожары этого года относят к так называемым зомби-пожарам – они возникают вследствие того, что торфяники продолжают тлеть зимой под снегом после прошлогодних возгораний, которые возобновляются весной. При этом торфяники северного полушария содержат больше углерода, чем все тропические леса мира, и в результате за последние полтора года количество выбросов СО2 превысило объемы, попавшие в атмосферу за последние 16 лет.
Томас Смит, доцент кафедры геологической географии Лондонской школы экономики и политических наук, считает, что причиной пожаров мог стать человеческий фактор. «В этом регионе такое происходит часто в силу различных традиционных сельскохозяйственных практик, поэтому сложно подтвердить, что это прошлогодние пожары, просто глядя на снимки со спутников», – рассказал он изданию The Independent.
Впереди планеты всей
Тем не менее рекордное потепление Арктики не вызывает сомнений. «Мы всегда ожидали, что Арктика будет меняться быстрее, чем весь остальной мир, – говорит Уолт Мейер, старший научный сотрудник Национального центра данных по снегу и льду Колорадского университета в Боулдере. – Но я не думаю, что кто-то ожидал таких быстрых изменений».
В настоящее время потепление в Арктике почти в три раза превышает среднемировой уровень. Данные НАСА показывают, что с 1970-го Арктика потеплела в среднем на 2,94 ºС по сравнению со средним мировым значением 0,95 ºС за тот же период. Ученые называют это явление Arctic amplification – усиленное таяние арктического льда.
С конца XIX века средняя глобальная температура повысилась на 0,8 ºС, а Арктика за тот же период нагрелась уже на 1–2 ºС. Это потепление, а также таяние ледяного покрова на море уменьшили территорию, пригодную для обитания животных, и стали причиной гонки за доступом к новым морским путям и залежам нефти.
Нынешнюю ситуацию усугубляет и тот факт, что Сибирь в этом году пережила самую теплую зиму за 140 лет наблюдений: в начале года температура в регионе была в среднем на 8 ºС выше типичных для этого времени года показателей. Из-за теплой зимы выпало мало снега, а из-за теплой весны он растаял раньше обычного. Вместе со льдом он играет важную роль в регулировании глобальных температур – они оба отражают 85% солнечного света.
«В этом году снег ушел рано, и появилась голая земля, которая поглощает больше солнечной энергии», – приводит слова Уолта Мейера издание Vox. Теплая земля быстро высыхает на жаре. Чем меньше влаги, тем меньше испарений, которые должны остужать воздух. «Чем суше земля и воздух над ее поверхностью, тем быстрее она нагревается в условиях, которые установились в Сибири сейчас», – говорит он.
Как формируется аномальная жара
Подобно почве, океан, лишившийся льда, также нагревается быстрее и затем отдает тепло воздуху. В целом, экстремально теплая погода снижает разницу температур и давлений между Арктикой и более южными широтами. Это ослабляет, а иногда и останавливает полярное высотное струйное течение, которое формирует погоду в Северном полушарии.
Застрявшая на одном месте погодная система (например, несшая чрезвычайно горячий воздух) способна создать область аномальной жары. Аномальная жара зависит от условий отдельного региона, но обычно определяется как температура, превышающая максимальную температуру региона на 5 ºС более пяти дней подряд.
Период жары начинается с того, что над определенной зоной устанавливается высокое атмосферное давление. Столб нисходящего воздуха давит на воздух, находящийся ближе к поверхности, удерживая его на одном месте и нагревая. Это же давление разгоняет облака вокруг столба, и несколько дней или недель поверхность поглощает солнечный свет. Неподвижный воздух концентрирует тепло, поднимается температура. «Ничего не уходит и ничего не приходит в эту зону, – объясняет Мейер. – Это по сути напоминает печку».
Надо также заметить, что в северных широтах в летнее время поток солнечного света не прерывается даже ночью. Это позволяет теплу концентрироваться быстрее, чем в районах, где солнце заходит за горизонт и воздух успевает остывать.
Что откроет оттаявшая мерзлота
Особые опасения ученых вызывает таяние вечной мерзлоты. Как отмечает Сергей Давыдов, старший научный сотрудник Северо-Восточной научно-экспериментальной станции в поселке Черский Тихоокеанского института географии ДВО РАН, мерзлота потеплела за десятилетие почти на 2 ºС.
Увеличение протайки достигает 2 см в год, что способствует появлению термокарста – неравномерному проседанию почв и горных пород. Смещение грунта может влиять на состояние инфраструктуры – его частично обвиняют в катастрофическом разливе топлива в мае под Норильском (который обошелся «Норникелю» в рекордную сумму экологического штрафа).
Но не это самое главное. Тед Шур, профессор Университета Северной Аризоны, изучающий эмиссии вечной мерзлоты, утверждает, что быстрое потепление превратит Арктику в мощный источник парниковых газов. Его недавние исследования показывают, что повышенные температуры способствуют активизации деятельности микроорганизмов в почве, которые превращают углерод, содержащийся в мерзлоте, в диоксид углерода и метан.
Исследование НАСА, опубликованное в феврале этого года, говорит о наличии примерно 2 млн «горячих точек» метана, разбросанных на 3 тысячах кв. км Арктики. Другое исследование НАСА (2018) утверждает, что постепенное высвобождение парниковых газов может заметно ускориться уже к середине XXI века.
«Метан из вечной мерзлоты попадает в атмосферу и циркулирует по всему земному шару. Арктический метан не остается в Арктике», – говорит Кейти Уолтер Энтони, эксперт по выбросам метана из арктической почвы, преподающая в Аляскинском университете в Фэрбенксе.
Экстремальное станет нормой
Кроме того, ученые указывают на то, что в мерзлоте содержится в два раза больше углерода, чем в атмосфере. В научном сообществе давно существуют опасения, что в результате ее деградации в атмосферу может попасть от 1460 до 1600 млрд метрических тонн органического углерода.
В конце 2019 года Шур некоторым образом подтвердил эти опасения. Он выступил соавтором исследования, которое показало, что экосистема вечной мерзлоты способна выпускать в атмосферу от 1,1 до 2,2 млрд т СО2 в год. Кроме того, группа ученых, созданная ООН в прошлом году, посчитала, что к 2100 году эмиссия СО2 из вечной мерзлоты может составить 240 млрд т.
«Десять лет назад мы думали, что мерзлота будет дольше сопротивляться переменам», – говорит Шур. Тем не менее, чем больше ученые изучают дестабилизацию ледяного покрова и увеличение эмиссии парниковых газов, тем больше они находят доказательств обратному.
Каждый год они фиксируют все новые и новые рекорды в Арктике, а она является своеобразной «канарейкой в шахте» для всей планеты – то, что происходит в этом регионе, по словам Шура, влияет на всю глобальную климатическую систему.
При дальнейшем росте температуры Арктику ждут новые рекорды – жары, подтаивания мерзлоты и лесных пожаров. «В этом году это происходит в Сибири, а в следующем это может быть Аляска, север Канады или Скандинавия, – считает Уолт Мейер. – В целом, то, что мы сегодня считаем экстремальными условиями, постепенно станет нормой».