Der Klimawandel Trifecta des Nordens: Hitzewellen, Lauffeuer und Permafrost-Tauwetter

Der Klimawandel Trifecta des Nordens: Hitzewellen, Lauffeuer und Permafrost-Tauwetter
Nach einem Blitzschlag brennt vor Fairbanks, Alaska, ein Lauffeuer.
(Catherine Dieleman), Autor zur Verfügung gestellt

Der Polarkreis wurde am 20. Juni 2020 unglaublich heiß. In der russischen Gemeinde Werchojansk lagen die Temperaturen über 38 ° C. Markierung der möglicherweise höchsten Lufttemperatur, die jemals in der Arktis gemessen wurde.

Die Temperaturen in Werchojansk waren Teil eines größeren Trends in Westrussland in diesem Sommer, wobei kleine Gemeinden in der gesamten Region über Temperaturen berichteten lokale Rekorde zerschlagen das stehen seit Jahrzehnten. In der zweiten Junihälfte waren die Oberflächentemperaturen in ganz Westsibirien so hoch wie 10C über historisch Normen, die trotz relativ kühler Temperaturen zu Beginn des Monats eine der heißesten Junes aller Zeiten darstellen.

Für Wissenschaftler auf der ganzen Welt sind diese rekordverdächtigen Temperaturen Alarmglocken, die die Art extremer Wetterereignisse demonstrieren, die wir können erwarten, öfter zu sehen wenn der Klimawandel unkontrolliert weitergeht. Es sind jedoch die langfristigen Auswirkungen moderner Hitzewellen, die viele Wissenschaftler aus dem Norden zutiefst beunruhigen, da sie unseren Planeten in den kommenden Jahrzehnten beeinflussen werden.

Die folgenden Feuer

Während der Hitzewellen steigen die Oberflächentemperaturen und lösen häufig eine Kette feuerfördernder Wetterbedingungen aus, einschließlich extremer Gewitter. Diese Gewitter haben Hunderte von Blitzeinschläge, die die trockenen Böden entzünden können und Vegetation, die als Brennstoff für Feuer dient.

In nördlichen Regionen wie dem borealen Biom können diese feuerfördernden Bedingungen große Waldbrände verursachen, die brennen Millionen Hektar Wald in einem einzigen Sommer.

Historisch gesehen hat die Menschheit ein Lauffeuer als echte Katastrophe angesehen und beträchtliche Ressourcen aufgewendet, um es zu unterdrücken. Wir verstehen jetzt, dass Waldbrände trotz des anfänglichen Verlusts etablierter Bäume und Böden ein natürlicher und integraler Bestandteil des borealen Bioms sind.


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Moderne Waldbrände sind jedoch mit zunehmender Häufigkeit und Intensität aufgetreten und decken aufgrund von Wetterereignissen wie starken Hitzewellen ein größeres Gebiet ab. In extremen Feuerjahren diese Moderne Waldbrände können tief in die organischen Böden einbrennen die boreale Wälder charakterisieren. Diese kohlenstoffreichen Böden wurden über Jahrtausende aufgebaut und halten ungefähr 30 Prozent der terrestrischen Kohlenstoffvorräte der Welt.

Wenn Feuer tief in den Boden brennen oder zu schnell in einen Wald zurückkehren, verlieren sie ihren "Uralte Kohlenstoff" -Bestände. Anstatt im Boden gehalten zu werden, werden diese alten Kohlenstoffreserven verbrannt und wieder in die Atmosphäre freigesetzt, wodurch der Kohlenstoffgehalt erhöht wird. Die höheren Kohlendioxidwerte, die durch Waldbrände erzeugt werden, verstärken die Auswirkungen des Klimawandels wie Hitzewellen, was zu weiteren Waldbränden führen kann und eine starke „positive Rückkopplungsschleife“ mit dem Klimawandel bildet.

Während diese Trends allein alarmierend sind, warnen Forscher aus dem Norden, dass die Auswirkungen von Hitzewellen nicht aufhören werden, wenn die Feuer ausbrennen. In nördlichen Regionen, in denen die Böden historisch das ganze Jahr über gefroren bleiben, a ganz neue Änderungen beginnen Gestalt anzunehmen.

Wenn der Permafrost untergeht

Permafrost bildet sich in der Landschaft, wenn die Bodenmaterialien zwei oder mehr Jahre hintereinander unter dem Gefrierpunkt bleiben. In einigen Gebieten bildet sich Permafrost als direkte Reaktion auf ein kaltes Klima.

Wenn man sich jedoch weiter nach Süden bewegt, Permafrost wird zunehmend abhängig von dicken organischen Böden, Oberflächenvegetation und ein schattiges Übergeschoss, um die warmen Sommermonate zu überstehen. In diesen Fällen wirkt das Ökosystem wie eine riesige Schutzdecke und begrenzt die Sonnenwärme, die in die gefrorenen Permafrostmaterialien darunter gelangen kann.

Kohlenstoffreicher Torf brennt leicht und ist daher ein guter Brennstoff für blitzbedingte Brände. (der Klimawandel im Norden Trifecta Hitzewellen Lauffeuer Permafrost Tauwetter)Kohlenstoffreicher Torf brennt leicht und ist daher ein guter Brennstoff für blitzbedingte Brände. (US National Parks Service, Western Arctic National Parklands)

Wenn Permafrost-Ökosysteme brennen, verbraucht das Lauffeuer diese Schutzschichten und löst häufig das Auftauen von Permafrost aus. Dies kann allmählich geschehen, wobei sich die aufgetaute Schicht über Jahrzehnte langsam oder abrupt ausdehntDie aufgetaute Schicht dehnt sich über Jahre dramatisch aus. Das Land kann einstürzen oder versinken, Pflanzengemeinschaften können sich vollständig verändern und lokale Wasserflüsse können umgeleitet werden.

In beiden Fällen macht der Verlust von Permafrost die massiven arktischen Kohlenstoffreserven anfälliger für Verluste. Mit allmählichem Auftauen können Mikroben den zuvor gefrorenen Kohlenstoff als Kohlendioxid abbauen und wieder an die Atmosphäre abgeben. Im Gegensatz dazu tritt ein abruptes Auftauen häufig in eisreichem Permafrost auf, was zu wärmeren, aber auch feuchteren Böden führt. Unter diesen Bedingungen tritt immer noch eine Zersetzung auf, aber Kohlenstoff wird üblicherweise als Methan, ungefähr ein Treibhausgas, in die Atmosphäre zurückgeführt 30 mal stärker beim Einfangen von Wärme als Kohlendioxid.

All dieser verlorene Kohlenstoff kann das machen positives Feedback zum Klimawandel noch stärker. Während Wissenschaftler daran arbeiten zu verstehen, ob die Vegetation, die nach dem Auftauen des Permafrosts wächst, den gesamten bei der Zersetzung freigesetzten Kohlenstoff ausgleichen kann, weisen die meisten aktuellen Modelle darauf hin, dass das Auftauen des Permafrosts möglich ist letztendlich eine Quelle für atmosphärischen Kohlenstoff sein.

Die Forscher verstehen, wie eng diese durch den Klimawandel verursachten Störungen tatsächlich miteinander verbunden sind. Was als Einzelereignis erscheint - Hitzewelle, Waldbrand oder Permafrost-Tauwetter - hat kaskadierende Auswirkungen auf Zeit und Raum in der Arktis und kann möglicherweise als das Ereignis dienen Impfkristall für die nächste Störung in den kommenden Monaten, Jahren oder sogar Jahrzehnten, die folgen.

Hitzewellen, Waldbrände und Permafrost-Tauwetter stellen eine Umwelttrifekta dar, die inhärent miteinander verbunden sind und Veränderungen im Auftreten und in der Intensität voneinander bewirken.

Das Gespräch

Über den Autor

Catherine Dieleman, wissenschaftliche Mitarbeiterin, Abteilung für Integrative Biologie, Universität von Guelph

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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