雷擊後，阿拉斯加費爾班克斯郊外發生野火燃燒。 （凱瑟琳·迪勒曼）, 作者提供

20年2020月38日，北極圈變得異常熱。在俄羅斯的Verkhoyansk社區，溫度最高達到100C（超過XNUMXF）， 標出北極地區有史以來的最高氣溫.

今年夏天，Verkhoyansk的溫度是整個俄羅斯西部較大趨勢的一部分，該地區的小社區報告的溫度為 粉碎本地記錄 已經有幾十年了。 在XNUMX月下半月，西伯利亞西部的地表溫度高達 比歷史高10C 規範，儘管月初溫度相對涼爽，但仍是有記錄以來最熱的六月。

對於世界各地的科學家而言，這些創紀錄的溫度是警鐘，這說明了我們可以進行的極端天氣事件 希望看到更多 氣候變化是否繼續受到控制。 但是，現代北方熱浪的長期影響已引起許多北方科學家的深切關注，因為它們將影響未來數十年的地球。

隨後發生的大火

在熱浪期間，地表溫度飆升，經常引發一系列引發火災的天氣情況，包括雷暴。 這些雷暴有數百 可以點燃乾燥土壤的雷擊 和作為火燃料的植被。

在北部地區，如北方生物群落，這些促火條件可能導致大規模的野火燃燒 數百萬公頃的森林 在一個夏天。

從歷史上看，人類一直將野火視為真正的災難，並花費了大量資源來抑制野火。 我們現在了解到，儘管最初損失了樹木和土壤，野火卻是北方生物群落的自然組成部分。

然而，由於天氣事件（例如嚴重的熱浪），現代野火的發生頻率和強度不斷增加，覆蓋了更大的區域。 在極端火災年份，這些 現代山火可深入有機土壤 代表了北方森林這些富含碳的土壤已經積累了數千年的歷史，並擁有大約 世界陸地碳儲量的30％.

當大火深入土壤中或過快地返回森林時，他們將失去 “古代碳”庫存。 這些古老的碳儲量沒有保留在地下，而是燃燒並釋放到大氣中，從而增加了碳含量。 野火產生的較高二氧化碳水平加劇了熱浪等氣候變化影響，可能導致進一步的野火，與氣候變化形成強大的“正反饋”循環。

儘管僅這些趨勢令人震驚，但北方研究人員警告說，當大火燃燒時，熱浪的輻射不會停止。 在歷史上常年凍土的北部地區， 全新的變化 開始形成形式。

多年凍土消失時

當土壤材料連續兩年或更長時間保持在冰凍以下時，永久凍土就會在景觀上形成。 在某些地區，永久凍土形成直接響應寒冷的氣候。

但是，隨著人向南移動， 多年凍土越來越依賴於厚有機土壤的存在，地表植被和遮蔭的高層建築可以在溫暖的夏季生存。 在這種情況下，生態系統就像一塊巨大的保護毯，限制了太陽的熱量，使其無法到達下面的凍土。

富含碳的泥炭很容易燃燒，使其成為閃電引起的火災的良好燃料。 （美國國家公園管理局，西部北極國家公園地）

多年凍土生態系統燃燒時，野火消耗了這些保護層，通常會觸發多年凍土融化。 這種情況可能會逐漸發生，解凍層會緩慢擴展數十年，或者突然擴展，隨著時間的流逝，解凍層急劇擴展。 土地可能塌陷或下沉，植物群落可能會完全改變， 當地的水流可能會改變路線。

在這兩種情況下，永久凍土的損失使北極大量的碳儲量更容易遭受損失。 隨著逐漸融化，微生物能夠分解並將先前凍結的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中。 相反，突然融化通常發生在富含冰的多年凍土層中，導致土壤變暖但又變濕。 在這些條件下，分解仍會發生，但碳通常會以甲烷（一種大約相當於溫室氣體）的形式返回大氣。 強大30倍 比二氧化碳更能散發熱量

所有這些碳損失可能會使 對氣候變化的積極反饋 更強大。 雖然科學家們正在努力了解多年凍土融化後生長的植被是否能夠抵消分解過程中釋放的所有碳，但大多數當前模型表明多年凍土融化將 最終成為大氣中的碳源.

研究人員開始了解氣候變化造成的這些干擾確實有多緊密的聯繫。 單個事件-熱浪，森林大火或多年凍土融化-在北極的時間和空間上具有級聯的後果，有可能成為北極的事件。 晶種 在接下來的數月，數年甚至數十年中，將會有下一次騷擾。

熱浪，野火和多年凍土融化代表了一種環境三連環，這些三連環具有內在的聯繫，並促使彼此的發生和強度發生變化。

關於作者

凱瑟琳·迪勒曼（Catherine Dieleman），整合生物學系研究員， 圭爾夫大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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