Возрастающая амплитуда сезонного цикла содержания CO2 в атмосфере северного полушария свидетельствует о том, что северные экосистемы сильно реагируют на глобальные изменения. Остаётся значительная неопределённость в отношении движущих причин этих изменений и их местонахождении. Авторы обнаружили, что сезонные изменения потоков CO2 в экосистемах сибирских и умеренного пояса совместно обеспечивают возрастающую амплитуду его содержания. В частности, усиленный сезонный углеродный обмен в Сибири вызывает большую часть наблюдаемого увеличения амплитуды содержания CO2 на поверхности в северных высоких широтах. В северно-арктической части Северной Америки изменения сезонности потоков гораздо меньше, а их воздействия только локальны, что согласуется с увеличением затемнения в этом регионе по данным полевых и спутниковых наблюдений. Полученные результаты подчёркивают разницу в реакции экосистем разных регионов, что противоречит простому утверждению, что эмиссия CO2 из удобрений и потепление климата являются доминирующими факторами.

Амплитуда сезонного цикла атмосферного содержания CO2 увеличилась с 1960-х годов в северном полушарии на 30–50%, что свидетельствует о широкомасштабных экологических изменениях в северной внетропической зоне. Однако остаётся значительная неопределённость в отношении континентальных и региональных факторов, влияющих на это заметное увеличение амплитуды. Авторы представляют количественное объяснение регионального сезонного роста амплитуды содержания СО2 за последние четыре десятилетия, используя модель атмосферного переноса с заданными согласно наблюдениям потоками. Они обнаружили, что сезонные изменения потоков в экосистемах Сибири и умеренных широт совместно формируют наблюдаемое увеличение амплитуды содержания СО2 в северном полушарии. Усиленный сезонный углеродный обмен в Сибири является доминирующим фактором на поверхности в северных высоких широтах (за ним следует аналогичный обмен в экосистемах умеренного пояса). В северно-арктической зоне Северной Америки изменения сезонности потоков гораздо меньше, и они имеют только локальные воздействия. Эти континентальные контрасты, основанные на атмосферном приближении, подтверждают тенденции к неоднородности расположения зелёной растительности и затемнения по данным полевых и дистанционных наблюдений, предоставляя тем самым независимые доказательства регионально различающейся экологической реакции и динамики углерода на факторы глобальных изменений. У поверхности в средних широтах и во всей средней тропосфере усиленный сезонный углеродный обмен в экосистемах умеренного пояса является основным фактором увеличения выбросов CO2, при этом значительный вклад приходится на Сибирь. Представление механизмов, контролирующих усиление асимметрии в потоках в высоких широтах, обнаруженное в этом исследовании, должно стать важной целью в развитии механистических моделей земной поверхности.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/pnas/117/35/21079.full.pdf