北極地區雷擊事件呈增多趨勢 可致野火增加及加劇氣候變暖

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加州大學歐文分校領導的團隊報告說,閃電頻次的增加將同時推動野火和北極圈以北的大氣變暖。2019年,阿拉斯加的國家氣象局報告說,在北極300英里範圍內發現了第一次已知的閃電襲擊。

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北極圈以北的雷擊幾乎聞所未聞,但由加州大學歐文分校研究人員領導的科學家在《自然氣候變化》雜誌上發表了新的研究,詳細介紹了隨著氣候的持續變暖,到本世紀末,北極雷擊在北方陸地上空將如何增加約100%。

"我們預測了高緯度北方森林和北極苔原地區的閃電將如何改變整個北美和歐亞大陸,"領導這項新工作的UCI地球系統科學系的研究科學家Yang Chen說。"閃電反應的大小讓我們感到驚訝,因為中緯度地區的預期變化要小得多。"

這一發現為我們提供了一個窺視北極地區隨著地球持續變暖而發生氣候和天氣變化的機會,它表明,夏季期間的北極天氣報告將更接近今天在遙遠的南方看到的天氣報告,在那裡閃電風暴會變得更常見。

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UCI地球系統科學系教授James Randerson是這項研究的共同作者,他是美國宇航局領導的野外活動的一部分,該活動在2015年期間研究了阿拉斯加的野火發生情況,這是該州野火的極端年份。"2015年是一個特殊的火災年,因為火災發生的數量創下了紀錄,"Randerson說。"有一件事引起了我們的思考,那就是雷電是造成火災數量創紀錄的原因。"

這促使Chen查看了美國宇航局二十多年前關於北方地區照明系統故障的數據,並構建了閃電率和氣候因素之間的關係。通過使用聯合國使用的多個模型的未來氣候預測,該團隊估計,由於大氣對流的增加和更強烈的雷雨,雷擊次數會顯著增加。

雷擊可能會打開一個潘多拉盒子。Randerson解釋說,火災會燒掉短草、苔蘚和灌木,而這些植物是北極苔原生態系統的重要組成部分。這種植物覆蓋了大部分景觀,它們的作用之一是防止樹木的種子在土壤中生根。然而,在一場大火燒掉低洼植物后,樹木的種子可以更容易地在裸露的土壤上生長,使森林林分向北擴展。常綠森林將取代通常被白雪覆蓋的景觀;白雪的白色色調將陽光反射回太空,但深色的森林會吸收太陽能,幫助該地區進一步變暖。

還有更多的麻煩:更多的火災意味著更多的永久凍土 – 定義了北極大部分景觀的常年冰凍土壤將融化,因為火災會剝落保持土壤涼爽的苔蘚和死亡有機物的保護性隔熱層。凍土中儲存了大量的有機碳,如果從冰層中融化,將轉化為溫室氣體二氧化碳和甲烷,當釋放出來時,將進一步推動大氣變暖事件。

該發現4月5日星期一發表在《地球物理研究雜誌》上,文章同時還描述了北極變暖和格陵蘭島冰層融化的放大將如何擾亂周圍海洋的食物網。

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Chen和Randerson說,現在,科學家需要開始更多關注北極雷擊的頻率,以便他們能夠衡量未來幾十年的環境變遷如何展開。

"這種現象非常零星,很難在很長的時間段內準確測量,"Randerson說。"在北極圈上空出現閃電是如此罕見。" 他希望,他們的結果將激發對新的衛星任務的呼籲,這些任務可以監測北極和北方緯度地區的雷擊及其可能引發的火災。

早在2019年,阿拉斯加的國家氣象局就發布了關於北極雷擊的特別公告。不過,這樣的公告可能難以在本世紀末成為頭條新聞。

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