闪电频次增加将推动野火和北极圈以北大气变暖

加州大学欧文分校领导的团队报告说,闪电频次的增加将同时推动野火和北极圈以北的大气变暖。2019年,阿拉斯加的国家气象局报告说,在北极300英里范围内发现了第一次已知的闪电袭击。

北极圈以北的雷击几乎闻所未闻,但由加州大学欧文分校研究人员领导的科学家在《自然气候变化》杂志上发表了新的研究,详细介绍了随着气候的持续变暖,到本世纪末,北极雷击在北方陆地上空将如何增加约100%。

"我们预测了高纬度北方森林和北极苔原地区的闪电将如何改变整个北美和欧亚大陆,"领导这项新工作的UCI地球系统科学系的研究科学家Yang Chen说。"闪电反应的大小让我们感到惊讶,因为中纬度地区的预期变化要小得多。"

这一发现为我们提供了一个窥视北极地区随着地球持续变暖而发生气候和天气变化的机会,它表明,夏季期间的北极天气报告将更接近今天在遥远的南方看到的天气报告,在那里闪电风暴会变得更常见。

UCI地球系统科学系教授James Randerson是这项研究的共同作者,他是美国宇航局领导的野外活动的一部分,该活动在2015年期间研究了阿拉斯加的野火发生情况,这是该州野火的极端年份。"2015年是一个特殊的火灾年,因为火灾发生的数量创下了纪录,"Randerson说。"有一件事引起了我们的思考,那就是雷电是造成火灾数量创纪录的原因。"

这促使Chen查看了美国宇航局二十多年前关于北方地区照明系统故障的数据,并构建了闪电率和气候因素之间的关系。通过使用联合国使用的多个模型的未来气候预测,该团队估计,由于大气对流的增加和更强烈的雷雨,雷击次数会显著增加。

雷击可能会打开一个潘多拉盒子。Randerson解释说,火灾会烧掉短草、苔藓和灌木,而这些植物是北极苔原生态系统的重要组成部分。这种植物覆盖了大部分景观,它们的作用之一是防止树木的种子在土壤中生根。然而,在一场大火烧掉低洼植物后,树木的种子可以更容易地在裸露的土壤上生长,使森林林分向北扩展。常绿森林将取代通常被白雪覆盖的景观;白雪的白色色调将阳光反射回太空,但深色的森林会吸收太阳能,帮助该地区进一步变暖。

还有更多的麻烦:更多的火灾意味着更多的永久冻土 - 定义了北极大部分景观的常年冰冻土壤将融化,因为火灾会剥落保持土壤凉爽的苔藓和死亡有机物的保护性隔热层。冻土中储存了大量的有机碳,如果从冰层中融化,将转化为温室气体二氧化碳和甲烷,当释放出来时,将进一步推动大气变暖事件。

该发现4月5日星期一发表在《地球物理研究杂志》上,文章同时还描述了北极变暖和格陵兰岛冰层融化的放大将如何扰乱周围海洋的食物网。

Chen和Randerson说,现在,科学家需要开始更多关注北极雷击的频率,以便他们能够衡量未来几十年的环境变迁如何展开。

"这种现象非常零星,很难在很长的时间段内准确测量,"Randerson说。"在北极圈上空出现闪电是如此罕见。" 他希望,他们的结果将激发对新的卫星任务的呼吁,这些任务可以监测北极和北方纬度地区的雷击及其可能引发的火灾。

早在2019年,阿拉斯加的国家气象局就发布了关于北极雷击的特别公告。不过,这样的公告可能难以在本世纪末成为头条新闻。

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