Влияние вечной мерзлоты на глобальный климат

Существуют серьезные опасения, что таяние вечной мерзлоты может значительно усилить глобальное потепление. Произойти это может из-за того, что увеличение температуры многолетнемерзлых пород и глубины сезонного таяния приведут к интенсивному разложению накопленных в почве органических веществ и усилению потоков парниковых газов в атмосферу.

По модельным расчетам, проведенным с использованием нескольких климатических сценариев, прогнозируемое увеличение толщины сезонно-талого слоя торфа к середине 21 столетия в южной периферийной области составит 15%-20%, в центральной части криолитозоны России до 40%, а на арктическом побережье более чем 50%. В целом, изменения глубины сезонного таяния и температуры грунта будут неравномерны по криолитозоне.


1TgroundXXI

Рисунок 1. Прогнозируемое к середине 21 века увеличение среднегодовой температуры почвы (°С). Расчет по климатическому сценарию GFDL при помощи модели вечной мерзлоты для торфяников.


2deepofmelting

Рисунок 2. Прогнозируемое к середине 21 века увеличение глубины сезонного таяния многолетнемерзлых болот (м). Расчет по климатическому сценарию GFDL при помощи модели вечной мерзлоты для торфяников.

Арктические почвы содержат приблизительно 455 Гт углерода, что составляет около 14% всего почвенного углерода на планете. Особенно много его в болотах. Общая площадь многолетнемерзлых болот в криолитозоне России составляет около 0.7 млн. км2 и они содержат около 50 Гт углерода. Наиболее заболочены районы Западной Сибири (см. рисунок).


3swampmap
 

Рисунок 3. Доля площади (%), занятой многолетнемерзлыми болотами в криолитозоне России.

Многолетнемерзлые болота дают большой вклад в современное глобальное нетто-поступление метана в атмосферу (приблизительно 20 Мт/год), которое определяется разностью двух больших чисел, характеризующих глобальные источники (550 Мт/год) и стоки (530 Мт/год).


4Scheme

Рисунок 4. Баланс источников и стоков атмосферного метана.

Болотные экосистемы функционируют и как нетто-сток (захоронение углерода в виде торфов) и как нетто-источник атмосферного углерода (выделение углекислого газа и метана с поверхности). Сток углерода из атмосферы осуществляется через фотосинтез и происходит в форме углекислого газа. Выступая в роли источника углерода, болота, в зависимости от условий аэрации, могут выделять углерод в виде углекислого газа или метана, причем метан по своим радиационным свойствам в 21 раз активнее СО2. В болотах метан производят бактерии, которые обитают в анаэробном слое почвы ниже уровня болотных вод, где отсутствует кислород. Если бы весь углерод из болотных почв, поступающий в атмосферу, высвобождался в форме СО2, этот процесс лишь компенсировал бы уменьшение парникового эффекта за счет стока в предшествующий период, когда происходило накопление торфяной залежи в болоте. Если же хотя бы часть накопленного углерода выделится в виде метана, произойдет многократное усиление первоначального парникового эффекта.

Увеличение доступного органического субстрата и более высокая температура грунта будут способствовать усилению эмиссии парниковых газов. Ее можно рассчитать при помощи диффузионно-кинетической модели углеродного газообмена.


5Scheme2

Рисунок 5. Диффузионно-кинетическая модель углеродного газообмена.

Результаты указывают на то, что к середине 21 века вблизи арктического побережья эмиссия метана может вырасти более чем на 50%, на большей части прерывистой криолитозоны на 30% - 50%. На востоке и юго-востоке криолитозоны, где сосредоточена большая часть многолетнемерзлых болот России, - не более чем на 20%. Суммарно эмиссия метана из многолетнемерзлых болот России может увеличиться на 8-10 Мт/год, что сравнимо с современным годовым нетто-поступлением.


6methaneemissions

Рисунок 6. Прогнозируемое к середине 21 века увеличение эмиссии метана из многолетнемерзлых болот (%).

Каково же будет воздействие на глобальный климат дополнительной эмиссии метана за счет таяния болот криолитозоны России?

При среднем времени жизни в атмосфере 12 лет дополнительное ежегодное поступление 5-10 Мт метана увеличит его равновесное содержание приблизительно на 100 Мт, или на 0.04 ppm. Чувствительность же глобальной температуры к концентрации атмосферного метана достаточно хорошо известна и составляет около 0.3 °С/ppm, таким образом ее прогнозируемое изменение за счет таяния многолетнемерзлых болот на территории России к середине 21 века будет незначительным, порядка 0.012 °С






Омск ремонт канализации Прочистка канализации, устранения засоров 24 часа Омск Водопровод, канализация, отапления 24 часа Омск Онлайн игра Diablo 4 Онлайн игра Веселая ферма Онлайн игра Черепашки-Ниндзя Онлайн игра Minecraft Онлайн игра Assassin's Creed Онлайн игра COD 2 Онлайн игра Need For Speed Онлайн игра GTA V Онлайн игра GTA 5 Симс 4 The SimsOnline в Minecraft 2 Assassins creed на андроид COD 2 Онлайн Need For Speed 6 Grand theft auto london Gta unlimited Гта 5 Sims 4 современная роскошь