北京時間9月5日消息，我們知道北極正在融化，但其實，北極也在燃燒。那里的野火可能會改變?nèi)蜃兣乃俣群头秶?，影響到我們所有人?/p>
西伯利亞的森林大火已經(jīng)威脅到附近的定居點，濃煙和煙灰彌漫著整片地區(qū)
我們正在見證北極發(fā)生的變化：冰蓋正在融化，林木線正在向北移動，饑餓的北極熊跑到城市里游蕩。由于氣候變化，北極地區(qū)變暖的速度是地球其他地區(qū)的兩倍，這主要是由于反照率的變化。反射陽光的冰雪在減少，取而代之的是吸收陽光的海洋和土壤。這就形成了一個危險的正反饋循環(huán)，即熱量不斷螺旋上升，帶來更多的熱量。
現(xiàn)在，北極不僅失去了冰蓋，而且被點燃了。
在西伯利亞苔原帶，超過一百萬公頃的森林被大火吞噬，幾乎不可能通過滅火手段來控制這些野火
西伯利亞巨大的森林大火已經(jīng)燃燒了三個多月，產(chǎn)生的煙灰組成了一片巨大的烏云，范圍和整個歐盟的國家加起來一樣大。400多萬公頃的西伯利亞針葉林被大火吞噬，俄羅斯軍隊也被部署參與救火。濃煙不僅彌漫了西伯利亞，還蔓延到了阿拉斯加和其他地方。此外，格陵蘭、阿拉斯加和加拿大的北部森林也發(fā)生了大火。
盡管許多人對北極圈內(nèi)發(fā)生熊熊大火的圖片感到震驚，但在美國蒙大拿大學(xué)的火災(zāi)生態(tài)學(xué)家菲利普·伊格拉（Philip Higuera）看來，這并不令人意外，“這些都是我們幾十年來一直預(yù)測的事情，”他說。
火災(zāi)使大量原本鎖在北極森林、落葉層和土壤中的碳釋放到大氣中
2016年，伊格拉的團隊基于復(fù)雜的計算機模型預(yù)測，到2100年時，北方森林和北極苔原的火災(zāi)將增加四倍。他指出，一個關(guān)鍵的臨界點是30年期間7月份的平均氣溫達到13.4攝氏度。在1971年到2000年之間，阿拉斯加的大部分凍土帶已經(jīng)接近這一危險的臨界值，那里變得對氣候變暖特別敏感。伊格拉認(rèn)為，隨著未來幾十年氣候繼續(xù)變暖，接近或超過這個臨界點的地區(qū)很可能會不斷增加。
“在環(huán)北極地區(qū)，我們得到的重要信息是，苔原的燃燒存在著不同的閾值，就像一個二元開關(guān)，”這種閾值關(guān)系是北極如此敏感的部分原因：某些地區(qū)在數(shù)年內(nèi)一直保持在這個閾值以下，遠(yuǎn)離我們的火災(zāi)活動雷達，然后，突然之間，溫度的變化就會使其開始燃燒。
森林火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧可以蔓延到大片地區(qū)，甚至污染其他大陸的空氣
火災(zāi)是許多生態(tài)系統(tǒng)的自然組成部分，包括北極地區(qū)。大火能促進生物多樣性和營養(yǎng)循環(huán)。然而，在北極看到如此大規(guī)模的火災(zāi)是前所未有的，也是極不尋常的?！斑@表明我們?nèi)祟愓谄茐倪@個系統(tǒng)，改變?nèi)驓夂驅(qū)@個體系是一個非常大的沖擊。
熱量的增加是火災(zāi)爆發(fā)的部分原因，這會使土壤干燥，并導(dǎo)致永久凍土融化。但也有更令人驚訝的原因，比如氣候變暖會導(dǎo)致更多的雷擊，從而引發(fā)更多的森林火災(zāi)。
緩慢燃燒
“今年夏天的阿拉斯加十分炎熱，而且煙霧繚繞，在這樣的環(huán)境中工作，你可以切身感受到這片地區(qū)多處地點發(fā)生火災(zāi)的影響，”伍茲霍爾研究中心的科學(xué)家說，“你還可以看到多年前發(fā)生的火災(zāi)產(chǎn)生的長期影響。我們當(dāng)時正在地面上行走，由于之前的火災(zāi)導(dǎo)致凍土融化，地面正在坍塌?！蔽槠澔魻栄芯恐行氖且粋€位于馬薩諸塞州的研究機構(gòu)，主要從事氣候變化科學(xué)和解決方案的研究。
如果說塌陷的永久凍土層還不夠讓人驚訝的話，今年夏天，還有更令人震驚的事情。
大火正在影響北極地區(qū)的整個生態(tài)系統(tǒng)。空氣被污染，局部干旱，作為回應(yīng)，新的植物和樹木組合也開始在意想不到的地方生長。去年的一份報告發(fā)現(xiàn)，由于北極地區(qū)的氣候變暖，以及隨之而來的植被變化，已經(jīng)導(dǎo)致北美馴鹿的數(shù)量銳減了一半，原因是這些動物無法找到它們正常的食物來源——地衣。
北極的大火對全球氣候也有巨大影響。北方森林和北極苔原覆蓋了全球陸地表面的33%，而且據(jù)估計，二者持有世界50%的土壤碳——比世界上所有植被中儲存的碳還要多，與大氣中的碳量相當(dāng)。
由于北極地區(qū)的氣候非常寒冷，微生物的生長和分解速度比熱帶要慢得多，所以碳被儲存在永久凍土層中，而不是通過植被生長回到營養(yǎng)循環(huán)中。換句話說，如果森林被燒毀，凍土帶融化，大氣中碳的含量就會急劇增加，即使是全球最協(xié)調(diào)一致的減排努力也會付之東流。
北極是一個巨大的全球冰箱，儲存著來自大氣的碳。現(xiàn)在就像固態(tài)土地變成一個大泥潭。多年來，北極地區(qū)的人們記錄了許多房屋傾斜和道路損毀的情況。
如今我們看到的是，曾經(jīng)堅實的土地正在燃燒。泥炭地的火災(zāi)主要為無焰悶燃的形式，這種燃燒十分緩慢，大約以每周半米的速度穿過落葉層，而不是森林火災(zāi)中每小時10公里的狂飆突進。
這些是緩慢移動的火種，它們穿過苔蘚、樹葉生物質(zhì)，以及其他所有落在森林地面上的東西。
這些緩慢燃燒的火焰不僅比雷擊火焰更容易產(chǎn)生，而且能在寒冷和潮濕的環(huán)境中持續(xù)更長時間，因為泥炭中含有大量的可燃?xì)怏w——甲烷。隨著氣候變暖，北極地區(qū)的土壤和泥炭逐漸變干，使得發(fā)生火災(zāi)的可能性迅速上升。
在2015年的一篇研究論文中，這種悶燃的大火實際上對全球氣候造成了更大的威脅。它們?nèi)紵臅r間更長，因此能將熱量傳遞到更深的土壤和永久凍土中，總體上消耗的富碳燃料是普通火災(zāi)的兩倍。
不幸的是，你既不能派出一架裝滿水的轟炸機來滅火，也不能發(fā)射阻燃劑來應(yīng)對這些大規(guī)模的悶燃事件。更令人不安的是，降雨的作用也很有限。你需要大量的降水才能把它們撲滅，但是如果只有中等降雨的話，往往伴隨著閃電，由于泥炭中富含甲烷，閃電會使其點燃，把一切炸飛，使情況變得更糟。
從匯到源
在一項新的研究中，原本通過光合作用從大氣中吸收二氧化碳，從而成為碳匯的北方森林，將通過逐漸干燥和燃燒釋放它們的碳，最終轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚?。換句話說，北方森林不僅沒有起到遏制氣候變化的作用，反而會極大地加劇全球變暖。
并不是所有的土壤碳都會在森林大火中燃燒。隨著時間的推移，“遺留碳”在反復(fù)的火災(zāi)后在土壤中積累。但隨著氣候變暖的情況加劇，北方森林大火的規(guī)模和嚴(yán)重程度將會增加，這些“遺留碳”將更有可能釋放到大氣中。
真正糟糕的消息是，大火可以穿過地面，進入數(shù)千年前從大氣中吸收并累積下來的舊碳層，當(dāng)10萬年前的碳被釋放回大氣時，這才是真正的正反饋。雖然偶爾的火災(zāi)是北方森林的自然組成部分，但這并不是北極地區(qū)的常規(guī)特征。然而，在未來，這種情況可能會變得司空見慣。
在森林大火之后，隨著幼苗在燒焦的土地上重新長出，北方森林中的落葉松、樺樹和針葉樹的平衡正在發(fā)生變化
如果說想象北極地區(qū)發(fā)生火災(zāi)還不足以轉(zhuǎn)變你的思維模式，那么在心理上更大的障礙或許是理解北極地區(qū)的大部分火災(zāi)實際上發(fā)生在地下。
研究阿拉斯加北方森林碳保護的科學(xué)家卡莉說：“更好地理解這些生態(tài)系統(tǒng)中究竟是什么在燃燒——泥炭、淤泥和表層以下的土壤——將改變?nèi)藗儗Ρ睒O毀滅性火災(zāi)的理解。”卡莉是憂思科學(xué)家聯(lián)盟的一員，這是一個50年前創(chuàng)立的非盈利組織，目的是通過科學(xué)來改善人類和地球的健康。
在地表下悶燒的地下火災(zāi)能夠持續(xù)整個冬天，并在春季突然出現(xiàn)在完全意想不到的地方。有人將這種火災(zāi)稱為“僵尸火災(zāi)”，因為它們“既沒死也沒活”。
融化的凍土、甲烷的釋放、干燥的泥炭、正在消失的冰山、悶燃的“僵尸火災(zāi)”，當(dāng)然還有氣候變暖，所有這些因素綜合在一起，使北極發(fā)生了前所未有的巨大變化。
在2018年的一項研究中，蘇·娜塔莉描述了2012年至2016年在西伯利亞進行的一項實地實驗。她和同事們對西伯利亞的土地分片進行了不同程度的灼燒，然后觀察落葉松幼苗的生長情況。到2017年，在中度和高度焦化的土地上，落葉松幼苗的數(shù)量是其他地塊的五倍，這意味著在被森林大火夷為平地的土地上，新物種將會迅速增加。
這可能意味著北極的景觀將從針葉林轉(zhuǎn)變到更像南方的落葉喬木。在北方森林地區(qū)，由于針葉林在火災(zāi)后無法恢復(fù)，我們已經(jīng)看到落葉林在整個景觀中大量生長，我們定義北方森林的標(biāo)志性結(jié)構(gòu)可能正在改變。
全球影響
北極地區(qū)的劇烈變化將以不止一種方式影響整個地球。
歐洲森林火災(zāi)信息系統(tǒng)哥白尼大氣監(jiān)測局的資深科學(xué)家馬克·帕林頓說：“這是一個全球性的問題：一個地區(qū)的火災(zāi)會影響世界其他地區(qū)的空氣質(zhì)量?！彼麄兏櫛O(jiān)測了阿拉斯加的煙霧如何飄到五大湖地區(qū)；加拿大阿爾伯塔省的大火導(dǎo)致歐洲的天空變紅；從加拿大北極地區(qū)飄來的一股煙霧到達了歐洲北極地區(qū)；這樣的例子還有很多。
阿拉斯加夏季的大火正在對該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生更廣泛的影響
帕林頓表示，我們需要觀察這些火災(zāi)產(chǎn)生的黑色顆粒，即煙灰落回地面的位置，以了解它們對全球氣候的影響。如果煙灰沉積在雪地和冰蓋上，將會減少反照率，導(dǎo)致更多的陽光和熱量被吸收，從而加劇變暖。他指出，Cams的一些數(shù)據(jù)可以解決這個問題，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
除了更多的研究，我們還能做些什么？我們有可能阻止這些大火蔓延嗎？我們不可能在未來阻止這樣的火災(zāi)發(fā)生，這就像試圖阻止颶風(fēng)。
由于北極地區(qū)過于偏遠(yuǎn)，而且幅員遼闊，缺乏基礎(chǔ)設(shè)施，因此即使是撲滅個別火災(zāi)也極具挑戰(zhàn)性。不過專家表示，并非每一場火災(zāi)都需要撲滅，相反，我們應(yīng)該將注意力轉(zhuǎn)向別處。我們利用資金去撲滅北方的每一場火災(zāi)，這是不可行的，我們能做的最重要的事情就是全面減緩氣候變化，而做到這一點的機會不是在15年或10年內(nèi)，而是現(xiàn)在。
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