Biogeosciences: Прогнозы на будущее по пожарам в Сибири и выбросам аэрозолей
Лесные пожары являются одними из самых значительных нарушений, влияющих на структуру экосистемы и биогеохимические циклы в Сибири. Поэтому точное моделирование пожаров с помощью динамических глобальных моделей растительности важно для прогнозирования выбросов парниковых газов и других выбросов, связанных со сжиганием биомассы, для понимания изменений в биогеохимических циклах. Авторы интегрировали широко используемый пожарный модуль SPread and InTensity of FIRE (SPITFIRE) в пространственно-явную индивидуальную динамическую глобальную модель растительности (SEIB-DGVM) для повышения точности прогнозов пожаров, а затем смоделировали будущие режимы пожаров для лучшего понимания их последствий. Модель может хорошо воспроизводить пространственно-временные изменения биомассы, интенсивности пожара и связанных с пожаром выбросов по сравнению с недавними спутниковыми оценками: надземная биомасса (R2 = 0,847, RMSE = 18,3 Мг/га), сгоревшая доля (R2 = 0,75, RMSE = 0,01), охваченная пожаром площадь (R2 = 0,609, RMSE = 690 га), выбросы сухого вещества (R2 = 0,624, RMSE = 0,01 кг сухого вещества/м2) и выбросы CO2 (R2 = 0,705, RMSE = 6,79 Тг). Затем было спрогнозировано, что все выбросы 33 газов и аэрозолей, связанных с пожарами, в будущем возрастут из-за увеличения количества подстилки в качестве топливной нагрузки из-за роста производства лесной биомассы под воздействием климата согласно четырём сценариям: RCP8.5, RCP6.0, RCP4.5 и RCP2.6. Моделирование по RCP8.5 показало, что выбросы CO2, CO, PM2.5, общего количества твёрдых частиц и общего количества твёрдых частиц углерода в Сибири относительно настоящего периода (2000–2020 гг.) увеличатся на 189,66 ± 6,55, 15,18 ± 0,52, 2,47 ± 0,09, 1,87 ± 0,06 и 1,30 ± 0,04 Tг в год соответственно в будущем периоде (2081–2100 гг.), а количество сожжённых деревьев увеличится на 100%, что приведёт к потере суммарной первичной продукции в размере 385,19 ± 40,4 г C м-2 в год. Другим ключевым выводом является то, что более высокая влажность подстилки за счёт большего количества осадков относительно подавит прирост выбросов, связанных с пожарами; таким образом, моделирование в рамках RCP8.5 показало самые низкие выбросы среди RCP. Это исследование предлагает понимание будущих режимов пожаров и стратегий развития для повышения региональной устойчивости и смягчения более широких экологических последствий пожарной активности в Сибири.
