Зима 2019-2020 в Европе оказалась самой теплой за всю историю, весна стала более горячей и сухой, чем обычно, из-за майской волны тепла, и лето также началось с жары. Согласно спутниковым данным NASA, в этом году Европа и юго-западная часть России столкнутся с сильной засухой.

Как пояснили специалисты в Copernicus Climate Change Service, способствующие этому условия начали распространяться по всему континенту из Восточной Европы. «Уровень воды в притоках и основных руслах некоторых рек, таких как Эльба, Варта и Дунай, упал ниже нормального сезонного значения», – цитирует экспертов газета Express.

По словам ученых, в южной и восточной Европе в течение всего лета ожидается очень низкое количество осадков. В результате эксперты сосредоточили особое внимание на большей части континента и юго-западной России из-за потенциального влияния засухи на урожай пшеницы.

Специалисты предупредили, что это может иметь последствия для остальной части планеты. «Постоянный дефицит осадков в сочетании с температурой выше средней, начиная с зимы, отрицательно сказался на обширных территориях по всей Европе, что привело к снижению прогнозируемой урожайности в ряде стран», – рассказали ученые.

По мнению экспертов, причиной этого феномена является глобальное потепление и нагревание планеты. «Тот факт, что некоторые регионы испытывали засуху в течение нескольких лет подряд, уже нанес значительный ущерб лесам (из-за заражения короедами) и привел к снижению уровня подземных вод», – заключили специалисты.

Ранее сообщалось, что в Сибири сегодня отмечаются высокие температуры, провоцирующие таяние вечной мерзлоты. В ее толще скрывают огромные скопления метана, выбросы которого могут повлиять на усиление парникового эффекта.

Ссылка: https://profile.ru/news/society/v-nasa-predupredili-o-priblizhenii-silnejshej-zasuxi-v-evrope-i-rossii-352769/

Для нынешнего поколения моделей земной системы, участвующих в проекте взаимного сравнения моделей CMIP6, диапазон равновесной чувствительности климата (гипотетического равновесного значения глобального потепления при удвоении концентрации CO2) составляет от 1,8°C до 5,6°C - самый большой для любого из предыдущих поколений моделей. В то же время диапазон неравновесного климатического отклика (повышения температуры поверхности во время удвоения концентрации CO2 при моделировании увеличения CO2 на 1% в год) для моделей CMIP6 составляет 1,7°C (от 1,3°C до 3,0°C) только немного больше, чем для моделей CMIP3 и CMIP5. Авторы рассматривают и обобщают последние разработки в значениях равновесной чувствительности климата и неравновесного климатического отклика в CMIP, выявляют возможные причины текущих значений, представленных группами моделирования, и намечают будущие направления. Облачные обратные связи и облачно-аэрозольные взаимодействия являются наиболее вероятными причинами высоких значений и увеличения диапазона равновесной чувствительности климата в CMIP6.

Ссылка: https://advances.sciencemag.org/content/6/26/eaba1981

По измерениям в обсерватории Мауна-Лоа сезонный пик достиг 417 частей на миллион.

Измеренные в обсерватории Мауна-Лоа атмосферные концентрации углекислого газа в мае 2020 года достигли сезонного пика 417,1 частей на миллион, что является самым высоким показателем за месяц, сообщили сегодня ученые из NOAA и Scripps Institution of Oceanography at the University of California San Diego.

 

Пиковое значение в этом году было на 2,4 части на миллион (ppm) выше, чем майский пик 2019 года, равный 414,7 ppm. Учёные NOAA сообщили, что среднее за май значение составляло 417,1 ppm. Учёные Scripps информировали, что майское среднее значение составляет 417,2 ppm. Ежемесячные значения содержания углекислого газа (CO2) в Мауна-Лоа впервые превысили порог в 400 ppm в 2014 году и в настоящее время находятся на уровнях, которых не было в атмосфере в течение нескольких миллионов лет.

«Прогресс в сокращении выбросов не виден по мониторингу содержания CO2», - сказал Питер Танс (Pieter Tans), старший научный сотрудник лаборатории глобального мониторинга NOAA. «Мы продолжаем подвергать ежегодно нашу планету - на протяжении веков или дольше - глобальному нагреву, повышению уровня моря и экстремальным погодным явлениям». Если бы люди внезапно прекратили выбрасывать в атмосферу CO2, потребовались бы тысячи лет, чтобы уже сделанные антропогенные выбросы CO2 были поглощены глубинным океаном и атмосферный CO2 вернулся к доиндустриальному уровню.

Темпы роста в течение 2020 года, по-видимому, не отражают сокращение выбросов загрязняющих веществ из-за резкого глобального экономического спада в ответ на пандемию коронавируса. Причина в том, что падение выбросов должно быть достаточно большим, чтобы стать заметным на фоне естественной изменчивости CO2, вызванной тем, как растения и почвы реагируют на сезонные и годовые колебания температуры, атмосферной влажности, влажности почвы и т.д. Эти естественные колебания велики, и до сих пор сокращения выбросов, связанные с COVID19, не выделимы. Если сокращение выбросов от 20 до 30 процентов будет поддерживаться в течение полугода - года, тогда измеренная в Мауна-Лоа скорость увеличения концентрации CO2 будет замедлена.

«Люди могут быть удивлены, узнав, что реакция на вспышку коронавируса не оказала большего влияния на уровень CO2», - сказал геохимик Ральф Килинг (Ralph Keeling), руководящий программой океанографии Scripps в Мауна-Лоа. «Но накопление CO2 немного похоже на скопление мусора на свалке. Поскольку мы продолжаем выбрасывать углекислый газ, он продолжает накапливаться. Кризис замедлил выбросы, но не настолько, чтобы ощутимо проявиться. Гораздо важнее будет выбор плана, по которому мы станем выходить из этой ситуации».

Даже несмотря на то, что наземные растения и мировой океан поглощают количество CO2, эквивалентное примерно половине из 40 миллиардов тонн CO2, выбрасываемого людьми каждый год, скорость увеличения концентрации CO2 в атмосфере неуклонно растёт. В 1960-х годах ежегодный рост составлял в среднем около 0,8 ppm в год. Он удвоился до 1,6 ppm в год в 1980-х годах и оставался стабильным на уровне 1,5 ppm в год в 1990-х годах. Средний темп роста вырос до 2,0 ppm в год в 2000-х годах и увеличился до 2,4 ppm в год в течение последнего десятилетия. «Существует множество убедительных доказательств того, что ускорение вызвано увеличением эмиссии», - сказал Танс.

Чарльз Дэвид Килинг (Charles David Keeling) из Scripps начал измерения CO2 на месте у метеорологического здания NOAA на Мауна-Лоа в 1958 году, положив начало тому, что стало самым длинным непрерывным рядом измерений CO2 в мире. Измерения NOAA начались в 1974 году, и с тех пор два исследовательских института провели дополнительные независимые измерения.

Обсерватория Мауна-Лоа является эталонным местом отбора проб СО2. Находящаяся на потухшем вулкане посреди Тихого океана, обсерватория идеально расположена для отбора проб хорошо перемешанного воздуха, не подверженного влиянию местных источников загрязнения или растительности, который представляет собой глобальный фон для северного полушария. Данные с Мауна-Лоа вместе с измерениями на станциях отбора проб по всему миру включены в Глобальную эталонную сеть парниковых газов NOAA, основную базу данных исследований для международных ученых-климатологов.

Килинг был первым, кто заметил, что, несмотря на то, что уровни СО2 неуклонно росли из года в год, измерения также показали сезонные колебания, достигающие максимума в мае, незадолго до того, как растения в северном полушарии начали удалять большие количества СО2 из атмосферы во время вегетационного периода. В северные осень, зиму и раннюю весну растения и почвы выделяют CO2, вызывая повышение его уровня в течение мая. Продолжающееся увеличение CO2 и сезонный цикл являются основными характеристиками так называемой кривой Килинга.

Измерения CO2 в двух исследовательских институтах часто варьируются в незначительной степени. «Мы используем независимые контрольно-измерительные приборы, калибровочные газы и алгоритмы для вычисления среднего значения, поэтому следует ожидать небольших различий», - сказал Килинг.

Однако два набора данных рассказывают одну и ту же историю.

«Хорошо изученные физические механизмы говорят нам, что растущие уровни парниковых газов вызывают нагрев поверхности Земли, таяние льда и ускорение повышения уровня моря», - сказал Танс. «Если мы не остановим дальнейший рост выбросов парниковых газов, особенно CO2, большие регионы планеты станут непригодными для жизни».

Ссылка: https://research.noaa.gov/article/ArtMID/587/ArticleID/2636/Rise-of-carbon-dioxide-unabated

 

Получены расширенные данные о среднеглобальных стерическом (обусловленном изменением плотности морской воды) и баристатическом (в результате изменения массы океана) уровнях моря, демонстрирующие хорошее согласие с наблюдаемым средствами спутниковой альтиметрии среднеглобальным уровнем моря. Полученные из этих наборов данных оценки показывают наличие корреляции между вкладами стерического и баристатического среднеглобальных уровней моря. Эти вариации тесно связаны с Эль-Ниньо-Южным Колебанием (ЭНЮК) и подтверждают прошлые исследования, указывающие на значительный вклад стерического и баристатического среднеглобальных уровней моря, связанный с ЭНЮК. Достигнутый здесь прогресс в понимании происхождения межгодовой изменчивости в среднеглобальном уровне моря имеет важные последствия для понимания долгосрочных тенденций изменений уровня моря, гидрологического цикла и радиационного дисбаланса планеты.

Двумя доминирующими факторами изменчивости среднеглобального уровня моря в межгодовом масштабе являются изменения: стерические (вследствие изменений теплосодержания океана) и баристатические (вследствие обмена водной массой между сушей и океаном). Благодаря спутникам Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) и поплавкам сети Argo стало возможным измерять относительный стерический и баристатический вклады в среднеглобальный уровень моря с 2004 года. Хотя предпринятые попытки «закрыть бюджет среднеглобального уровня моря» с помощью спутниковой альтиметрии и других систем наблюдений в значительной степени были успешны в отношении тенденций, короткий период времени, охватываемый этими наблюдениями, препятствует полному пониманию факторов межгодовой и десятилетней изменчивости в среднеглобальном уровне моря. Одной из конкретных областей внимания является связь между вариациями Эль-Ниньо-Южного колебания (ЭНЮК) и среднеглобального уровня моря. В недавних публикациях не разделяется идея относительной важности стерического и баристатического вклада в межгодовую и десятилетнюю изменчивость среднеглобального уровня моря. Авторы используют метод анализа многомерных данных для оценки изменчивости баристатического и стерического вклада в среднеглобальный уровень моря вплоть до 1982 года. Эти независимые оценки объясняют большую часть наблюдаемой межгодовой изменчивости в измеренном спутниковым альтиметром среднеглобальном уровне моря. Оба процесса, которые тесно связаны с вариациями ЭНЮК, в равной степени способствуют наблюдаемой межгодовой изменчивости среднеглобального уровня моря. Теоретический масштабный анализ подтверждает результаты наблюдений. Улучшение понимания происхождения межгодовой изменчивости в среднеглобальном уровне моря имеет важные последствия для понимания долгосрочных тенденций изменений уровня моря, гидрологического цикла и радиационного дисбаланса планеты.

Ссылка: https://www.pnas.org/content/117/25/13983

Модели системы Земли - современный инструмент для прогнозирования последствий изменения климата. Однако давние недостатки в их способности воспроизводить региональные и локальные экстремальные осадки и связанные с ними процессы препятствуют принятию решений. Существующие современные подходы к количественному определению неопределённости используют байесовские методы для оценки качества таких моделей, основанные на балансе исторических сведений и будущего консенсуса. Авторы предлагают эмпирическую байесовскую модель, расширяющую существующие представления и консенсус, основанные на структуре весов, и исследуют гипотезу о том, что нетривиальные, физически ориентированные измерения для проверки качества модели системы Земли могут помочь получить надёжную вероятностную характеристику экстремальных климатических явлений. В частности, модель использует знания о физических соотношениях между температурой, влагоёмкостью атмосферы и интенсивностью экстремальных осадков, чтобы итеративно «взвешивать» и комбинировать модели системы Земли и оценивать распределения вероятностей уровней возврата. Проверка вне выборки позволяет предположить, что предлагаемый байесовский метод, включающий в себя физические сведения, потенциально может получить надёжные прогнозы осадков, хотя остаются оговорки, и улучшение не является одинаковым во всех случаях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41598-020-67088-1.pdf

Вырубка деревьев, безусловно, влияет на климат и общее экологическое состояние нашей планеты. Теперь, когда человечество задумывается, как же исправить ошибки прошлого, многие страны решаются на глобальные кампании по высадке деревьев. Новый анализ в журнале Nature Sustainability показал, что это может быть не самой хорошей идеей.

Нет никаких сомнений в том, что леса играют огромную роль в естественном поглощении углерода, а также в поддержании биоразнообразия. И, конечно же, это вполне логично, что высадка новых деревьев может стать решением многих климатических проблем. В рамках Bonn Challenge (программа озеленения деградированных земель в мире) к 2030 году власти Калифорнии хотят высадить в регионе около триллиона деревьев.

Однако более глубокий анализ этой проблемы показал определенные недостатки в этом плане. Почти 80% обязательств Bonn Challenge, связаны с посадкой монокультурных древесных плантаций или ограниченного набора деревьев, которые производят коммерчески выгодные продукты, а не восстанавливают естественные леса. Как показывают расчеты, плантации имеют значительно меньший потенциал для поглощения углерода и создания среды обитания для разных видов, чем леса. Польза от такой высадки еще больше снижается, когда новые посаженные деревья и кустарники заменяют естественные леса, луга или саванны — экосистемы, которые эволюционировали для поддержания уникального местного биоразнообразия.

В новой работе ученые выразили свое опасение не только по этим пунктам. Они также указали на неправильные программы субсидий, которые государства разных стран предоставляют частным фермерам. В своей работе они рассмотрели эту проблему на примере стратегии субсидирования В Чили. Закон № 701, действовавший с 1974 по 2012 год и в настоящее время рассматриваемый для повторного введения, субсидировал 75% расходов на лесоразведение.

Однако ограниченный бюджет и нестрогое соблюдение правил привело к тому, что власти ослабили запрет на использование субсидий на территориях с естественным лесом. Таким образом, люди начали вырубать естественные зеленые зоны и засаживать их более «выгодными» деревьями и кустарниками. Таким образом, государственные субсидии могут спровоцировать сокращение лесного покрова и создание плантаций там, где лес мог бы сам восстановиться. Так, проведя анализ территорий с субсидированием в Чили, ученые пришли к выводу, что такая политика только ухудшила состояние естественного «полезного» покрова.

«Когда мы говорим о глобальном энтузиазме посадить триллион деревьев важно задуматься о влиянии прошлой политики. Опыт Чили может помочь нам понять климатические, экологические и экономические последствия, которые могут возникнуть, когда правительства платят землевладельцам за создание массивных древесных плантаций», — сказал ведущий автор исследования Роберт Хейлмайр.

Ссылка: https://www.popmech.ru/science/news-591823-vysadka-novyh-derevev-mozhet-ne-spasti-klimat-a-tolko-navredit-emu/

Понимание движущих механизмов межгодовой изменчивости суммарного углеродного баланса суши (Snet) важно для прогнозирования будущих обратных связей между климатом и углеродным циклом. Предыдущие исследования показали, что межгодовая изменчивость Snet была коррелирована с изменением тропического климата и контролировалась состоянием полузасушливой растительности. Но современные наземные экосистемы также находятся в условиях интенсивного человеческого использования и управления. Авторы, использовавшие улучшенную модель биосферы, указывают на ранее скрытую роль землепользования в управлении межгодовой изменчивостью Snet. Они обнаружили, что управляемые земли привнесли 30–45% от межгодовой изменчивости Snet в период 1959–2015 гг., в то время как вклад нетронутых земель сократился более чем наполовину по сравнению с предыдущими оценками глобального углеродного бюджета. Учитывая важность землепользования при оценке обратных связей между климатом и углеродным циклом в будущем, усилия по смягчению антропогенного воздействия на климат должны быть направлены на сокращение выбросов в результате землепользования и повышение устойчивости стока углерода к изменению климата на управляемых землях.

Ссылка: https://www.nature.com/articles/s41467-020-16953-8.pdf

 

Глобальная температура поверхности за первые пять месяцев года была второй по величине за всю историю наблюдений, незначительно уступая году сильного Эль-Ниньо – 2016-ому. Согласно американским и европейским данным, май был самым тёплым за всю историю наблюдений.

Статистический анализ учёных из Национальных центров экологической информации NOAA показал, что 2020 год (> 99,9%) является одним из пяти самых тёплых и десяти самых тёплых лет за всю историю наблюдений.

Анализ был основан на текущих аномалиях и исторических глобальных годовых значениях температуры, которые подтвердили долгосрочную тенденцию потепления, обусловленную усилением парникового эффекта в атмосфере.

2015-2019 гг. были самым тёплым пятилетием, а 2010-2019 гг. - самым тёплым десятилетием за всю историю наблюдений. Согласно отчетам ВМО о состоянии глобального климата, начиная с 1980-х годов каждое последующее десятилетие было теплее, чем любое предыдущее начиная с 1850 года.

Чтобы привлечь внимание общественности к изменению климата, 18 июня метеорологи во всем мире организовали третью ежегодную кампанию «Mets Unite Show Your Stripes». Полосы потепления показывают глобальное потепление в городах и странах по всему миру. - с концентрацией «красных» лет в 21-ом веке. Эта долгосрочная тенденция сохраняется в 2020 году.

В Южной Америке, Европе и Азии период с января по май был самым тёплым. По данным ежемесячного глобального отчёта NOAA, на большей части северной Азии температура была по меньшей мере на 3,5°C (6,3°F) выше средней. Рекордно высокие температуры января-мая имели место в некоторых частях Атлантического, на юге Тихого и Индийского океанов.

По данным Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды, управляющего Европейской службой изменения климата «Коперник» и использующего наборы данных, объединяющие миллионы метеорологических и морских наблюдений, в том числе со спутников, с выходными данными моделей для проведения повторного анализа климата, это был самый тёплый май за всю историю наблюдений во всей климатической системе.

NOAA, которая сообщает ежемесячные климатологические данные с сайтов наблюдений, утверждает, что майские глобальные температуры связаны с 2016 годом. Это были 44-й год подряд и 425-й месяц подряд с температурами, по крайней мере, номинально, выше среднего уровня 20-го века. Семь самых тёплых маев зафиксированы именно в последние семь лет.

В Северном полушарии был зарегистрирован самый тёплый май, вызванный исключительно высокой температурой в Сибири, где температура была на 10°C выше средней. Необычное тепло зимой и весной было связано с исключительно ранним разрывом льда в реках Сибири и крупным разливом дизельного топлива, который, согласно сообщениям СМИ, был вызван таянием многолетней мерзлоты под опорами резервуаров.

«Хотя планета в целом нагревается, это происходит неравномерно. Например, Западная Сибирь выделяется как регион, который прогревается быстрее, чем в среднем, и где колебания температуры от месяца к месяцу и от года к году имеют тенденцию быть большими. Однако в данном случае необычно то, как долго сохраняются аномалии, превышающие средние», - сообщает Служба по изменению климата «Коперник».

Служба атмосферного мониторинга "Коперник" сообщила, что она контролирует пожарную активность за Полярным кругом.

В отличие от Сибири, на большей части Аляски в мае температура была ниже средней.

Температуры поверхности являются лишь одним индикатором изменения климата. К другим относятся: теплосодержание, закисление и уровень океана, ледники, протяжённость арктического льда на суше и арктического морского льда, атмосферный углекислый газ, содержание которого продолжает оставаться на рекордных уровнях.

Ссылка: https://public.wmo.int/en/media/news/show-your-stripes-heat-continues-2020

«Черное небо», дымный «туман» с отчетливым запахом гари — таким осталось в памяти населения Сибири лето 2019 г. В тот год площадь охваченной огнем тайги уже к середине августа превышала 5 млн га — дым от этих лесных пожаров дошел до Урала и Казахстана. Леса, пройденные огнем, восстанавливаются далеко не всегда. При этом ученые относят лиственницу и сосну — доминанты северной тайги — к деревьям-«огнелюбам». Так возникает парадокс: если эти леса не будут гореть, они не будут расти.

Об авторах

Вячеслав Иванович Харук — доктор биологических наук, заведующий лабораторией мониторинга леса Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (Красноярск), профессор Института космических и информационных технологий Сибирского федерального университета (Красноярск). Автор и соавтор более 150 научных работ.

Евгений Иванович Пономарев — кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории мониторинга леса Института леса им. В. Н. Сукачева СО РАН (Красноярск), доцент Сибирского федерального университета (Красноярск). Автор и соавтор более 130 научных работ, в том числе 8 монографий.

Леса в Сибири горели всегда, но в XXI в. частота и площади лесных пожаров возросли: в отдельные годы пройденные огнем территории достигали 10–12 млн га. Такие катастрофические пожары случались и раньше (например, в 1915 г. сибирская тайга горела на площади 12 млн га), но значительно реже.

Уже при беглом взгляде на карту территорий, пройденных огнем, может показаться, что только за последнее десятилетие северная тайга выгорела наполовину, и в ближайшее время мы рискуем остаться без сибирских лесов. Но следует различать «пройденные огнем площади» и погибшие древостои, поскольку последствия зависят как от вида и интенсивности пожара, так и от типа растительного покрова.

При верховом пожаре, когда огонь скачет по кронам, гибель деревьев неизбежна. Однако при малоинтенсивных низовых пожарах, особенно в сосняках и лиственничниках, значительной гибели древостоя обычно не происходит. В реальности до половины всех лесов, испытавших на себе воздействие огня, не погибает (Барталев и др., 2015).

С чего начинаются пожары?

Согласно парадигме специалистов-пирологов, существует «триада загорания леса», в которую входят: наличие лесных горючих материалов, их «зрелость» (готовность к возгоранию, зависящая от погоды) и источник огня. При отсутствии любой составляющей пожар невозможен.

Горючих материалов в тайге всегда хватает. На их готовность к воспламенению, скорость распространения и вид пожара влияют осадки, температура и влажность воздуха, ветер, тип растительного покрова, рельеф местности.

В лесах средних широт, где проживает большая часть населения, причиной более 80% возгораний является «человеческий фактор». Но чем дальше на север и меньше плотность населения (в Эвенкии, например, она составляет 0,03 чел./км2), тем ниже вероятность пожаров из-за неосторожности с огнем. Немаловажно, что сами северяне издавна бережно относятся к лесам, знают и чтут таежные законы.

В высоких широтах основной источник возгораний (до 90% случаев) — это разряды молний, особенно во время «сухих гроз» с минимальным количеством осадков, возникающих при высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха. Возгораниям в результате удара молнии способствует и скачок электропроводности на границе талого грунта с мерзлотой, из-за чего энергия концентрированно выделяется в узком поверхностном слое, повышая вероятность возникновения пожара. Кстати сказать, потепление климата влечет за собой возрастание частоты молний на 10–12% на каждый градус (Romps et al., 2014).

С продвижением в высокие широты уровень инсоляции снижается, поэтому там меньше тепла, необходимого для просушки горючих материалов до уровня воспламенения от удара молнии или искры костра, а следовательно, пожароопасный сезон короче.

С одной стороны, это влечет уменьшение числа пожаров и, соответственно, межпожарного интервала. Если в тайге междуречья Ангары и Подкаменной Тунгуски он составляет около 80 лет, то на северном пределе произрастания лиственницы — уже 300 лет. С другой стороны, с продвижением в высокие широты площади гарей возрастают: «база» горючих материалов там обширнее, а пожары, не угрожающие населенным пунктам, не тушатся.

У северных пожаров есть и еще ряд отличий. Так, в средних широтах наблюдается два пика горимости: весной — в начале лета и в августе-сентябре. На «северах» частота пожаров лимитируется теплом, необходимым для «созревания» горючих материалов, поэтому горимость там максимальна в середине лета.

Возникновение и развитие пожаров тесно связано с рельефом местности. От высоты над уровнем моря зависят величина осадков и температура воздуха, влияющие на горимость, а также вероятность молниевых разрядов. Пожары возникают преимущественно на южных прогреваемых склонах. В горной тайге скорость продвижения кромки огня резко (до 10 крат) возрастает на крутых склонах, чему способствуют восходящие по склонам потоки горячего воздуха.

Как феникс из пепла

Лиственница, наряду с березой, заслуживает право быть символом нашей страны, ведь лиственничники занимают более 40% площади всех российских лесов. А в криолитозоне, характеризующейся вечной мерзлотой и неглубоким сезонно-талым слоем, лиственницами — сибирской, даурской и Каяндера — сформированы до 80% таежных лесов.

Особенность лиственничников, растущих на мерзлотных почвах, заключается в том, что слой, где могут располагаться корни, со временем постепенно сужается (до 30 см и менее) из-за уменьшения глубины сезонного оттаивания. Причина — разрастание мохово-лишайниковой «подушки», прекрасного теплоизолятора. По мере подъема мерзлоты приток питательных веществ снижается и, как следствие, падает величина годичного прироста деревьев. Наряду с этим резко уменьшается и количество подроста: легкие семена лиственницы, зависая на слое мха, не способны при прорастании «дотянуться» до почвы.

Так, лиственничники «впадают в дрему», из которой их могут вывести только пожары. Более половины всех пожаров в Сибири возникает именно в тех лесах, где доминирует лиственница. К тому же в большей части этой зоны выпадает мало осадков (нередко менее 300 мм/год) и часты продолжительные засухи. Свой вклад в высокую пожароопасность лиственничников вносит мощный сибирский антициклон, при котором дожди могут не выпадать в течение месяца и более. Возникновение пожара провоцирует разрастание мхов и лишайников, при высыхании превращающихся в прекрасный проводник горения.

Важнейшее последствие этих пожаров — улучшение экологических условий для возобновления лиственницы. Источником семян становятся уцелевшие на гари деревья: даже при сильных пожарах не все лиственницы погибают, чему способствуют неоднородности рельефа и увлажненности. И даже если сам лиственничник погиб, но семена успели созреть, что возможно при осенних пожарах, то гарь обильно засевается из упавших раскрывающихся шишек. Легкие, с «крылышками» семена лиственницы могут заноситься на гарь с неповрежденных древостоев по снегу ветром и талыми водами.

Эти семена дают обильную, быстро растущую поросль, так как почва на гари обогащена азотом, фосфором и другими биогенными элементами, ее дренаж и аэрация лучше, а глубина сезонного оттаивания больше. Кроме того, на гарях резко улучшается световой режим за счет гибели материнского полога и выгорания живого напочвенного покрова, что важно для этого светолюбивого вида. Так что и выжившие после пожара деревья значительно увеличивают свой прирост.

Таким образом, пожары способствуют обновлению и омоложению экосистемы лиственничников. Лесоводы определяют лиственницу как пирофитный, т. е. «любящий огонь», вид, поскольку пожары способствуют доминированию лиственницы, особенно в условиях вечной мерзлоты. Кстати сказать, наряду с лиственницей гари криолитозоны частично возобновляются березой и ольховником. Эти виды сохраняются в лиственничниках как примесь в благоприятных местообитаниях, например в поймах рек.

К «огнелюбам» относится и сосна обыкновенная. При отсутствии пожаров она вытесняется на более бедные почвы и заболоченные территории другими породами, такими как ель. Как и лиственница, сосна очень светолюбива и плохо возобновляется под пологом леса. Оба эти вида эволюционировали в условиях периодических пожаров, адаптируясь к ним и приобретая конкурентные преимущества перед другими породами.

Судя по спутниковым снимкам и наземным обследованиям, вся территория северных лиственничников, по сути, представляет собой мозаику древостоев, находящихся на разных стадиях восстановления после пожаров. И возникает вопрос: есть ли смысл повсеместно бороться с огнем в лесах, само существование которых определяется периодическими пожарами? Оправданны ли экономически затраты на их тушение, особенно на далеких труднодоступных территориях — там, где пожары не угрожают жизни людей, их домам и промышленным объектам? В конечном итоге сработает природный «противопожарный» механизм — циклоны, несущие дожди, которые приходят на смену сухой и жаркой погоде.

Горят темнохвойные

Наибольший ущерб пожары причиняют темнохвойным лесам, сформированным кедром, пихтой и елью. Пожары в них обычно случаются реже, так как эти породы более требовательны к условиям увлажненности: в их местообитаниях осадков выпадает больше, чем там, где растут устойчивые к засухе лиственницы и сосны. Сосну кедровую сибирскую (в просторечии — кедр) за влаголюбие даже называют «деревом туманов».

Однако в засушливые годы и в таких лесах площади пожаров достигают миллионов гектаров, как это случилось, например, в 2010 г. в Западной Сибири. В отличие от сосны и лиственницы, стволы темнохвойных пород слабо защищены коркой от низовых пожаров, а густая, нередко опускающаяся до земли крона, насыщенная эфирными маслами, способствует переходу низовых пожаров в опустошительные верховые. Скорость распространения последних такова, что от них едва ли спасется даже быстроногий лесной олень.

Возобновление гарей в темнохвойниках обычно идет через смену древесных пород. Вначале эти площади, как правило, захватывают осина и береза, под пологом которых селятся темнохвойные породы, способные выносить затенение, в первую очередь пихта и ель. Постепенно они продвигаются в верхний ярус леса. Береза и особенно осина являются светолюбивыми видами и под густым темнохвойным пологом не выживают. К тому же они недолговечны: большинство осин к 80 годам практически полностью поражаются сердцевинными гнилями.

Таким образом, за сто лет мелколиственные породы обычно вытесняются коренными темнохвойными. Однако часть территории может быть надолго захвачена травами, кустарниками и той же осиной или березой. Дело в том, что разросшийся травяно-кустарниковый покров провоцирует пожары (весной сухая трава — прекрасный горючий материал), которые уничтожают подрост темнохвойных. Береза же и осина способны размножаться корневыми отпрысками. Вот в таких местообитаниях помощь человека в восстановлении темнохвойных лесов необходима.

Однако полное подавление пожаров приводит к формированию старых, ослабленных «перестойных» древостоев, которые становятся кормовой базой для короедов и других фитопатогенов. К примеру, в свое время леса западного побережья Северной Америки, сбереженные от огня, погубили жуки-короеды, превратив их в сухостои.

Чтобы избежать катастрофических пожаров и понизить уровень пожароопасности, пирологи предлагают устраивать «профилактические» пожары. При таких контролируемых выжиганиях сгорает «лесной хлам» (валежник, опад и т. п.), который при накоплении способен стать пищей для низового пожара и спровоцировать его переход в опустошительный верховой.

Метод «управляемых пожаров» требует высокого профессионализма и может быть применим только локально. Во-первых, он затратный: необходимо подготовить выбранный участок, прорубить вокруг него просеки, а затем отслеживать динамику пожара. Во-вторых, он рискованный, так как нужно точно выбрать время и погодные условия, чтобы при смене направления или усилении ветра огонь не «убежал» из зоны контроля и/или не вызвал верховой пожар. Подобное случилось, к примеру, в начале 2000-х гг. в США, когда вышедший из-под контроля пожар развернулся в сторону знаменитого Лос-Аламосского ядерного центра в Калифорнии.

Лес, согласно присловью пирологов, горел, горит и будет гореть. А в будущем, по прогнозам, гореть будет чаще и на все возрастающих площадях. Потепление в Сибири, как и во всей бореальной зоне, идет вдвое быстрее, чем в целом по планете. Это влечет усиление погодных аномалий, удлинение пожароопасного периода, а значит, возрастание частоты, интенсивности и площади пожаров.

В перспективе ожидается смещение природных зон, что приведет к изменениям показателей горимости сибирских лесов. В южной тайге это выразится в первую очередь в сокращении межпожарных интервалов, на севере — в усилении мозаичности пожарных режимов.

В целом же в ближайшие десятилетия пожарная ситуация в бореальных лесах неизбежно будет обостряться. Об этом предупреждают и наши канадские коллеги: «Необходимо принять, что в будущем площадь лесных пожаров возрастет более чем вдвое, что повлечет усиление задымленности атмосферы» (Flannigan, 2020). Густой дымный смог уже накрывает не только канадские леса, но и достигает Ванкувера, Монреаля и Нью-Йорка.

В условиях меняющихся пожарных режимов необходима разработка новой стратегии борьбы. Известно, что полное подавление лесных пожаров ведет к накоплению горючих материалов в древостоях, провоцируя возникновение катастрофических пожаров, — эффект, который пирологи называют «пожарным парадоксом». При этом снижается и разнообразие лесных ландшафтов.

В борьбе с лесными пожарами могут помочь сами пожары, поскольку они, как ни парадоксально, не только снижают вероятность возникновения обширных интенсивных пожаров, но и способствуют восстановлению лесных экосистем — так называемый двойной пожарный парадокс. Никакие иные способы («управляемые пожары», удаление горючих материалов) не могут по отдельности поддерживать существование обширных северных лесов (Tymstra et al., 2020).

В условиях потепления климата нам нужно принять тот факт, что ущерб от пожаров будет возрастать, а возможность их полного подавления — снижаться. В этой связи канадские ученые предлагают сменить существующую парадигму и допускать большее число лесных пожаров в пределах обширных лесных ландшафтов. Вместо полного подавления пожаров рекомендуется вести их мониторинг, прибегая к тушению пожаров лишь в случае угрозы населению и особо охраняемым территориям. Подобная стратегия тушения пожаров на основе приемлемых рисков возможного ущерба уже реализована в провинции Саскачеван на юге Канады.

Аналогичные идеи были предложены и отчасти применены на практике отечественными учеными и инженерами. Однако в условиях меняющегося климата требуются значимые изменения в стратегии и тактике борьбы с пожарами в наших лесах, включая районирование лесных территорий по уровню предпочтения в тушении пожаров. Необходимо выделить приоритетные территории, сфокусироваться на охране территорий с высокой социальной, природной и экономической ценностью, учитывая значимость подверженных опасности лесов, включая их внерыночную стоимость, наличие индустриальной инфраструктуры и населенных пунктов, влияние задымления на здоровье людей, а также стоимость противопожарных работ. Особое внимание следует уделить совершенствованию методов борьбы с пожарами, повышения технической оснащенности «огнеборцев», включая создание парка «самолетов-цистерн» и расширение ресурсов сети авиалесоохраны.

Но пока такой подход к проблеме возрастающей горимости лесов и рискам увеличивающихся потерь от лесных пожаров не находит должного понимания не только у политиков, но и у общественности.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-05-00432) и ККФН-РФФИ (проект № 18-41-242003). В публикации использованы фото В. И. Харука.

Литература
1. Барталев С. А., Стыценко Ф. В., Егоров В. А. и др. Спутниковая оценка гибели лесов России от пожаров // Лесоведение. 2015. № 2. С. 83–94.
2. Харук В. И., Пономарев Е. И. Пространственно-временная горимость лиственничников Центральной Сибири // Экология. 2017. № 6. С. 413–419.
3. Kharuk V. I., Ranson K. J., Dvinskaya M. L. Wildfires dynamic in the larch dominance zone // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. ARTN L01402.
4. Kharuk V. I., Dvinskaya M. L., Petrov I. A. et al. Larch Forests of Middle Siberia: Long-Term Trends in Fire Return Intervals // Regional Environmental Change. 2016. V. 16. P. 2389–2397.
5. Krylov A., McCarty J. L., Potapov P. et al. Remote sensing estimates of stand-replacement fires in Russia, 2002–2011 // Env. Res. Lett. 2014. V. 9. N. 105007. P. 1–8.
6. de Groot W. J., Flannigan M. D., Cantin A. S. Climate change impacts on future boreal fire regimes // For Ecol Manage. 2013. № 294. P. 35–44.
7. Wotton B. M., Flannigan M. D., Marshall G. A. Potential climate change impacts on fire intensity and key wildfire suppression thresholds in Canada // Environ Res Lett. 2017. V. 12(9).
8. Tymstra C., Stocks B., Cai X. et al. Wildfire management in Canada: Review, challenges and opportunities // Progress in Disaster Science. 2020. V 5. 10004.
9. Romps D., Seeley J., Vollaro D. et al. Projected increase in lightning strikes in the United States due to global warming // Science. 2014. V. 346(6211). P. 851–854.

Ссылка: https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/435345/Pozhary_i_gari_sibirskoy_taygi

Положение дел

Леса обладают значительным потенциалом, чтобы помочь смягчить антропогенное изменение климата и предоставить обществу широкий спектр преимуществ. Местные, национальные и международные усилия направлены на разработку политики и экономических стимулов для защиты и усиления эффективности стока углерода в лесах - от Боннской задачи по восстановлению обезлесенных территорий до разработки проектов по компенсации выбросов углерода лесами во всём мире. Однако эта политика не всегда учитывает важные экологические и связанные с климатом риски и пределы устойчивости лесов. Широко распространенное вымирание лесов, обусловленное климатическими изменениями, создает опасную обратную связь углеродного цикла, как вследствие выброса в атмосферу большого количества углерода, хранящегося в лесных экосистемах, так и путём уменьшения размера будущего лесного стока углерода. Климатически обусловленные риски могут создать значительную угрозу для запасов и стока углерода в лесах в XXI веке. Понимание и количественная оценка климатически обусловленных рисков для стабильности лесов являются важными компонентами, необходимыми для прогнозирования работоспособности стока углерода в лесах и степени, в которой они могут способствовать достижению цели Парижского соглашения по ограничению потепления двумя градусами Цельсия. Таким образом, настоятельно необходима тщательная научная оценка рисков и ограничений для широкого распространения лесов.

Достижения

Многие климатические решения, связанные с лесами, ещё не полагаются на имеющуюся научную информацию и экологические инструменты оценки рисков для устойчивости лесов в результате вымирания под действием климатических факторов: пожаров, засух, биотических агентов и других нарушений. Важно отметить, что многие из этих постоянных рисков, согласно прогнозам, возрастут в XXI веке из-за изменения климата, и поэтому оценки, основанные на исторических данных, будут недооценивать истинные риски, с которыми сталкиваются леса. Климатическая политика в отношении лесов должна полностью учитывать неизменные риски, поскольку они могут существенно подорвать эффективность климатических решений на основе лесов.

Авторы обобщают современное научное понимание климатически обусловленных рисков для лесов и выделяют ключевые вопросы с целью максимизации эффективности лесов как естественных климатических решений. Они разрабатывают дорожную карту для количественной оценки текущих и прогнозирования будущих рисков для устойчивости лесов с использованием последних достижений в области физиологии растительности, нарушенной экологии, механистического моделирования растительности, крупномасштабных сетей экологических наблюдений и дистанционного зондирования. Также рассматриваются текущие усилия по использованию лесов в качестве естественных климатических решений и обсуждается, как эти программы и политика в настоящее время учитывают и могут более полно охватить физиологическую и климатическую неопределённость относительно будущего накоплений углерода в лесах и наземного стока углерода.

Прогноз

Научное сообщество соглашается, что леса могут способствовать глобальным усилиям по смягчению антропогенного изменения климата. Сообщество также признаёт, что использование лесов в качестве естественных климатических решений не должно отвлекать от быстрого сокращения выбросов от сжигания ископаемого топлива. Кроме того, ответственное использование лесов в качестве естественных климатических решений требует строгой количественной оценки рисков для стабильности лесов, потенциала накопления углерода в лесах, сопутствующих выгод для сохранения видов и экосистемных услуг, а также полных обратных связей климата с альбедо и другими воздействиями. Объединение долгосрочных спутниковых данных с данными о лесных участках может дать точные пространственные оценки вызванных изменением климата стрессов и нарушений, снижающих продуктивность и увеличивающих смертность. Современные модели растительности также имеют существенные перспективы для получения количественной оценки лесных рисков и информирования управления лесами и политиков, которые в настоящее время в основном зависят от исторических данных.

Более целостное понимание и количественная оценка рисков для стабильности лесов помогут лицам, определяющим политику, эффективно использовать леса в качестве естественных климатических решений. Научные достижения расширили нашу способность характеризовать риски, связанные с рядом биотических и абиотических факторов, включая риски, связанные с пожарами, засухами и биотическими агентами. Хотя модели, используемые для прогнозирования рисков нарушения этих типов, представляют передовые достижения в области экологии и науки о Земле на сегодняшний день, относительно мало инфраструктуры и инструментов имеется для взаимодействия учёных и лесников, землеустроителей и политиков с целью обеспечить, чтобы научно обоснованные риски и возможности были полностью учтены в контексте политики и управления. Чтобы обеспечить эффективные политические и управленческие решения, эти инструменты должны быть открытыми, прозрачными, модульными, применимыми в разных масштабах и использоваться широким кругом заинтересованных сторон. Укрепление этой научно-политической связи является критически важным следующим шагом в продвижении вперед с использованием лесов в усилиях по смягчению антропогенного воздействия на климат.

Ссылка: https://science.sciencemag.org/content/368/6497/eaaz7005